引线框架用Cu-Cr-Zr合金的加工与性能研究

主要对引线框架用Cu-Cr-Zr合金的加工与性能进行了研究，通过对固溶态、时效态合金性能的研究分析，发现在合理的固溶时效与形变热处理工艺条件下，可获得抗拉强度为540．4MPa，电导率为84％IACS的高性能Cu-Cr-Zr合金带材。     

Cu-Cr-Zr合金热变形行为

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,在变形温度650~850℃、应变速率0.001~10 s~(-1)和总压缩应变量50%的条件下,对Cu-Cr-Zr合金的流变应力行为进行研究.通过应力-应变曲线和显微组织图分析了合金在不同应变速率、不同应变温度下的变化规律.结果表明:应变速率和变形温度对合金再结晶影响较大,变形温度越高,合金越容易发生动态再结晶;应变速率越小,合金也同样容易发生动态再结晶,并且对应的峰值应力也越小.从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金热压缩变形时的热变形激活能Q和流变应力方程.研究分析Cu-Cr-Zr合金的热加工性能,可为生产实践提供理论指导与借鉴.     

Cu-Cr-Zr合金的热变形行为

采用Gleeble-3500热模拟实验机对Cu-Cr-Zr合金进行了压缩变形实验,分析了在变形温度为25~700℃、应变速率为0.0001~0.1000s-1的条件下流变应力的变化规律,利用扫描电镜及透射电镜分析合金在热压缩过程中的组织演变及动态再结晶机制。结果表明:Cu-Cr-Zr合金在热变形过程中发生了动态再结晶,且变形温度和应变速率均对流变应力有显著的影响,流变应力随着变形温度的升高而降低,随着应变速率的增加而升高,说明该合金属于正应变速率敏感材料;当变形温度为400~500℃时,低应变速率(0.0001~0.0010 s-1)的真应力-真应变曲线呈现动态再结晶曲线特征,高应变速率(0.01~0.10 s-1)的真应力-真应变曲线呈现动态回复特征;在真应力-真应变曲线的基础上,采用双曲正弦模型能较好地描述Cu-Cr-Zr合金高温变形时的流变行为,建立了完整描述合金热变形过程中流变应力与应变速率和变形温度关系的本构方程,确定了合金的变形激活能为311.43 kJ·mol-1。     

合金化元素对Cu-Cr-Zr合金性能的影响

探讨了Ag,Sn,Mg,si,RE几种合金化元素对Cu-0.3%Cr-0.1%Zr合金力学性能和导电性能的影响.所有合金试样经940℃固溶处理1 h后淬火,冷拉拔至加工变形量为20%,分别在350,400,450,500和550℃时效处理3.5 h.测试结果表明,在400℃时效3.5 h时,含Ag合金的抗拉强度和电导率最高,分别高于其他合金10～70 MPa和1.5%～5.O%IACS.合金化元素提高合金强度的能力由大到小依次为Ag,Sn,Mg,RE,Si;而在提高电导率方面由强到弱则依次为Ag,RE,Mg,Sn,Si.含Si合金具有较低的伸长率,约为6.6%,而其他几种合金的伸长率相差不大,均在12%左右.采用TEM观察了Cu-0.3%Cr-0.1%Zr-0.1%Ag合金在400℃时效3.5 h的组织,发现两种析出相,选区电子衍射标定结果表明它们分别是Cr和Cu<,4>Zr.合金性能主要由析出相的尺寸、分布和数量决定,而不同合金化元素对Cu-Cr-Zr合金的强化机制以及时效后在基体中的存在状态是造成性能差异的主要原因.     

Cu-Cr-Zr合金非真空熔炼过程的元素变化规律

文章分析了上引连铸Cu-Cr-Zr合金的元素变化规律和耐火材料的选用,指出采用定时加料的工艺技术,可实现上引连铸Cu-Cr-Zr合金的成分稳定;上引连铸Cu-Cr-Zr合金时,Cr元素、Zr元素与硅质和铝质的耐火材料发生反应,影响上引连铸装置的使用寿命,不益采用硅质、铝质耐火材料。     

均匀化处理对Cu-Cr-Zr合金显微组织的影响

采用OM、SEM和TEM分析手段对Cu-Cr-Zr合金的铸态和均匀化组织进行研究.结果表明,Cu-Cr-Zr合金的铸态组织呈典型的枝晶状组织,主要由网状的Cr枝晶、共晶组织和基体组成,其中共晶组织是由基体和层片状的Cu5Zr相组成.在Cu-Cr-Zr合金的均匀化退火过程中,发生共晶组织的溶解和Cr相的析出.随着均匀化退火温度和时间的升高和延长,共晶组织逐渐溶解,Cr相的析出体积分数逐渐减小.合理的均匀化退火制度为900℃×12 h.     

微量Ce对Cu-Cr-Zr合金性能的影响

研究了C e对电气化铁路用高强高导接触线Cu-C r-Z r合金的强度、硬度、导电性和耐高温性等的影响。结果表明:微量C e的加入可以提高Cu-C r-Z r合金的强度、硬度和耐热性,抗拉强度可达637M Pa,导电率为82.16%IACS,相对于Cu-C r-Z r合金强度提高了56M Pa,而导电性略有降低。     

高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究与应用进展

对Cu-Cr-Zr系合金从成分设计、制备方法、形变热处理工艺、研究热点及应用进展四个方面展开论述.分析了Cr、Zr对Cu基体的影响,概述了多种微量元素及稀土元素对铜铬锆性能的影响.非真空熔炼的研究比其它熔炼方式要实际很多.固溶后冷变形能显著提高合金的强化效果.该类合金研究价值高,应用领域广.并提出了Cu-Cr-Zr系合金的研究发展趋势及存在的问题.     

新型高强高导接触导线用Cu-Cr-Zr系合金研究进展

总结了国内外电气化高速铁路接触网用接触导线的研究和使用现状,讨论了高强高导Cu-Cr-Zr系合金应用于新一代国产化接触线的必要性和可行性.分析了Cu-Cr系合金中所添加的Zr、Mg、Sn、Ti、Si及RE等不同元素对合金性能的影响,概述了当前对于Cu-Cr-Zr系合金导电率、强度、耐磨性和抗软化性等合金性能的研究现状,总结了高强高导Cu-Cr-Zr系合金在制备工艺方面的研究情况,提出几个亟待解决的问题及对进一步的研究做出展望.     

微量稀土钇对Cu-Cr-Zr合金时效性能的影响

研究了微量稀土钇对Cu-Cr-Zr合金时效后导电率和显微硬度的影响。结果表明:Cu-0.41Cr-0.10Zr合金在950℃固溶1 h后,在480℃时效2h能获得较高的显微硬度和导电率;时效前冷变形可加快第二相的析出,使其性能得到显著提高。固溶后经60%变形后于480℃时效1 h其显微硬度和导电率分别高达154.3HV和81.5%IACS,而固溶后直接时效时仅为110.2HV和65.2%IACS。微量稀土元素Y的加入,使Cu-0.39Cr-0.11Zr-0.041Y合金的显微硬度较Cu-0.41Cr-0.10Zr合金高9HV,而导电率略有降低。     

Cu-Cr-Zr合金接触导线拉拔过程的有限元模拟及参数优化

Cu-Cr-Zr合金具有优良的综合性能,Cu-Cr-Zr合金接触线强度高,需要多道次拉拔成形,为了制订合理的模具结构及拉拔工艺参数,采用有限元方法,对截面积为110 mm2的接触导线拉拔过程进行了数值模拟。研究了拉拔模模角、定径带长度等模具结构参数和拉拔速度、摩擦因子等拉拔工艺参数对接触线成形过程的影响,得到了优化的拉拔模结构参数和拉拔工艺参数,为实际生产提供了模具及工艺参数设计依据。对于本研究开发的Cu-Cr-Zr合金,其强度保持在σb600 MPa的同时,导电率依然维持在80%IACS以上,适合于制做时速350 km.h-1以上的高速铁路接触导线。     

Influence of Cerium and Yttrium on Cu-Cr-Zr Alloys

Testing results shows that alloying with Ce and Y improves the hardness and softens temperature of cold worked Cu-Cr-Zr alloys obviously, while the conductivity was fluctuant with the variation of RE content. Observation and analysis indicate that micro-dosage RE elements helps to refine microstructure and morphology of Cu-Cr-Zr-RE alloys, suppress microstructure coarsening and improves homogeneous level of Cu-Cr-Zr alloys. Alloying with 0.01% Ce causes about 1% IACS increment of conductivity, and reduces about 2%～3.5% IACS conductivity after alloying with 0.03%～0.04% RE (Ce or Ce Y) for Cu-Cr-Zr alloys. The microstructure of as-cast Cu-Cr-Zr alloy is refined after alloying with 0.01% Ce while the plasticity is improved slightly. Alloying with 0.01%～0.04% RE improves the softening temperature of deformed Cu-Cr-Zr alloys about 20～40 K; hardness is also improved about 20～35 HV. Test data indicate that alloying with Ce Y raises softening temperature and hardness of Cu-Cr-Zr alloys more notably than alloying with pure Ce.     

锆合金变形机理及其板材织构演化规律

锆是核工业的重要结构材料,又是优秀的化工耐蚀结构材料。锆合金的织构会对它的屈服强度、蠕变和疲劳强度、应力腐蚀开裂行为以及辐照尺寸变化等产生很大影响,因此变形机理的研究和织构控制在锆合金的开发利用中有十分重要的地位。综述了锆合金的变形机理,介绍了锆合金板材在不同轧制温度下的织构演化规律,以及退火温度对锆合金板材织构的影响,并总结了织构对锆合金板材力学性能的影响。最后指出,目前对锆合金板材加工后的织构进行精确预测还十分困难,需进行详细深入的研究,同时在加工中产生的织构对加_丁过程的影响以及与温度、应力分布、合金成分和组织的关系还需进一步认识。