高强度高电导铜银材料的研究进展

高强度高电导铜银材料是一种具有优良物理性能和力学性能的结构材料。本文从材料的组织结构、强化机理、电导特性以及极塑性变形技术制备超细晶铜银材料等方面综述了材料的主要研究进展,并揭示了未来可能的研究方向。     

高强度、高导电性Cu-Ag合金的研究进展

近来,通过原位复合技术制备出了高强度、高导电性的Cu-Nb、Cu-Ag线材,并开始用于高脉冲磁场实验。本文对多相结构铜合金原位复合技术以及Cu-Ag合金的组织结构、物理性能、电学性能和稳定性进行综述,并指出尚存在的不足。     

高强度、高导电铜合金及铜基复合材料研究进展

概述了高强度、高导电铜合金及铜基复合材料的研究现状，介绍了此类材料的强化机理、制备方法、组织、性能特点，指出：传统析出强化型铜合金具有较高的强度和导电性，且制备工艺较简单，适于用作各类电连接器件材料，今后此类材料应注重综合利用各种强化手段和多元合金化，以提高性能，降低成本；弥散强化铜（DSC）在高温应用领域有显著优势，但存在工艺复杂、性能不稳定等问题；形变铜基复合材料具有较前两者更为优异的性能，代表了高强度、高导电铜基导电材料的发展方向，但制备工艺复杂，应用受到限制。     

高强高导Cu-Nb微观复合材料热稳定性

通过集束拉拔技术制备了高强高导Cu-Nb微观复合材料,采用X射线衍射和扫描电镜等手段分析了不同热处理条件下材料晶体取向和界面结构的演变,通过应力应变曲线和电导测试研究了不同热处理条件对材料强度和电导的影响规律,结果表明:700℃热处理就可促使形成Cu、Nb的再结晶织构,由极塑变形所导致的区域化学势差异及原子扩散是影响Cu/Nb界面稳定性的关键因素;而700℃的中间热处理可以极大改善材料后续的加工塑性,同时在一定后续形变量条件下仍可获得高强度性能,而且通过低温调整热处理可改善材料导电性,同时保持较高强度。     

高强度高铬铸铁衬板的热处理

图 1为泥浆泵的衬板 ,属于易损件。其质量的好坏直接影响产品的使用寿命 ,要求衬板必须具备高的强度、硬度及耐磨性。衬板的工作环境十分恶劣 ,在工作中 ,它是把快干的水泥和砂子加以搅拌 ,然后用高压把泥浆喷到矿井的巷道或铁路隧道的内壁 ,把内壁快速固定下来 ,以防止塌方。衬板的磨损特别严重 ,过去用ＧＣｒ15轴承钢或 2 0ＣｒＭｎＴｉ钢渗碳淬火来制作 ,一副衬板仅使用 2 0～ 30天就被磨损报废。为了提高衬板的使用寿命 ,我们经过认真的研究和探讨决定改用高强度高铬铸铁来制作衬板 ,使用寿命显著提高。其化学成分 (质量分数 ,% )如下 :…     

高强高导Cu-Nb微观复合材料的界面结构

通过集束拉拔技术获得了高强度高电导Cu-Nb微观复合材料,采用SEM及EDS观察分析了4次复合过程中内部Nb芯丝和Cu层的微观形貌变化,Cu/Nb界面的互扩散行为;对不同复合条件下的挤压、拉拔样品,通过XRD测试,表征了芯丝和基体的晶体取向的演变规律;通过HRTEM和反傅里叶变换研究了Cu/Nb的界面结构和晶体学位向关系。研究表明,在极塑性变形条件下,Cu/Nb界面在3次复合出现明显扩散,Cu、Nb逐渐形成丝织构取向,界面存在典型的(111)_(Cu)//(110)_(Nb)取向关系,晶面夹角为18.7°,每6个(111)Cu晶面出现1个晶面错配。     

高强高导Cu-Nb微观复合材料的尺寸效应

高强度高电导Cu-Nb微观复合材料具有纳米结构的Nb芯丝和纯Cu层,材料的尺寸效应促使力学性能呈规律变化。通过不同线材尺寸的应力应变曲线测试研究了材料强度随内部Nb芯丝尺寸的变化规律,通过纳米压痕手段分析了材料弹性模量和纳米压痕值随随材料尺寸的变化特征。结果表明,材料的强度实测值远大于混合定律计算的理论值,且随Nb芯丝尺寸的减小强度呈指数增加,Nb芯丝纳米硬度值也随尺寸的减小显著增加。与电子自由程相关的界面电子散射作用是影响材料电导的主要因素。     

高阻尼高强度镁合金的研究现状及展望

镁合金的阻尼性能很好,但强度低.位错阻尼机制是镁合金的主要阻尼机制.通过合金化强化、形变强化、热处理强化等强化方法可提高镁合金的强度,但对镁合金的阻尼性能有不同程度的影响.概述了Mg-Zr、Mg-Li,Mg-Al,Mg-Zn和Mg-RE系等镁合金的力学性能及阻尼特性,指出了合金化结合先进制备技术是高强度高阻尼镁合金的研究方向.     

高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究进展

从合金的设计、制备方法和显微组织结构三方面综述了高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究现状,从凝固和时效两个角度提出该类合金今后的研究发展方向,即多元微合金化、多种强化手段的综合合理应用、熔炼工艺和铸造方法的优化设计以及合金显微组织结构的深入研究。     

退火对冷轧Cu-Ag合金组织及性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和热电性能分析系统等研究了退火对Cu-24%Ag合金显微组织、力学性能以及电学性能的影响,通过构建电子界面散射模型对合金导电机制进行了研究。结果表明,通过退火对Cu-24%Ag合金的显微组织进行了有效调控,改善了其综合性能。与冷轧态相比,合金经350 ℃退火1 h后,抗拉强度下降至冷轧态的95%,合金导电率提升了4%IACS。经450 ℃退火1 h,由于Ag纤维的溶解,合金的抗拉强度显著下降,只有冷轧态的一半左右;Ag纤维的溶解降低了电子的散射几率,使得导电率大幅度提升。因此,合金在350 ℃退火1 h后综合性能最佳,其抗拉强度和导电率分别为622 MPa和81%IACS。     

Ag含量对纤维相强化Cu-Ag合金组织及性能的影响

通过冷拉拔结合中间热处理制备了不同Ag含量的纤维相强化Cu—Ag合金,研究了Ag含量对合金组织形态、强度和电导率的影响．Ag含量在6％-24％范围内的合金铸态组织包含初生α枝晶、共晶体和次生相．在拉拔过程中,共晶体及次生相均演变成细密的纤维形态．随Ag含量的升高,共晶体及次生相数量增多,合金强度及应变硬化速率升高,电导率下降,尤其当Ag含量增加使合金组织中的共晶纤维束增多并呈连续网状分布时,电导率下降更为明显．高Ag含量合金中共晶体纤维束的强化效应明显高于低Ag含量合金中次生相纤维的强化效应,但其对合金导电性能的损害程度也高于后者．     

形变纤维增强高强度高电导率的Cu—Ag合金

通过对不同成分的Cu-Ag合金进行大形变量拉伸及热处理,制成了具有高强度、高电导率的纤维增强复合材料,合金线材的抗拉强度达到了1．1GPa、电导率为80％IACS。研究了合金成分、形变及热处理在这一过程中对Cu-Ag合金力学性能、电学性能的影响。并对其强化机理进行了讨论。     

强磁场对Cu-25Ag合金凝固、拉拔组织及导电性能的影响

在有无磁场条件下进行Cu-25Ag(%,质量分数,下同)合金凝固实验,并对铸锭进行冷拉拔处理,系统的研究强磁场对Cu-25Ag合金凝固组织、拉拔组织以及复合材料电导率的影响。发现有无磁场条件下合金凝固组织和拉拔组织都有所不同。无磁场条件下初生Cu一次枝晶较长,以柱状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向;在试样中部,生长方向与试样轴向夹角约45°;试样下部,生长方向与试样轴向夹角约90°。另外,共晶组织壁厚较薄,两相分布不均匀,片层间距较大。强磁场条件下初生Cu一次枝晶变短,以胞状枝晶方式生长,在试样顶部,枝晶生长方向沿弧形径向,试样中部和下部,枝晶生长方向与试样轴向夹角约90°。共晶组织壁厚较大,两相分布比较均匀,片层间距较小。冷拉拔后,共晶网状结构被拉长、变细,形成纤维结构,无磁场条件试样中共晶纤维厚度和间距较小,强磁场试样中共晶纤维厚度和间距较大。随着纤维组织厚度不断减小,试样的电导率降低,并且相同变形量下有无磁场条件的试样电导率有所差别。对强磁场下合金凝固组织及拉拔组织影响机理进行了探讨,并分析了纤维组织对复合材料电导率的影响机制。     

Microstructure and Properties of Ag-1.33%Mg-0.54%Ni Alloy after Severe Plastic Deformation and Internal Oxidation

高强高导的Ag-1.33Mg-0.54Ni(at%)合金经98%的累积轧制变形和内氧化后用扫描电镜和X射线衍射极图进行微观结构表征,对内氧化前后的传统机械性能进行评价。结果表明,合金内氧化后的硬度、最大抗拉强度、断后延伸率和电阻率分别是1350 MPa,450 MPa, 6% 和 1.73 μ·cm。织构研究表明,在内氧化过程中织构保持稳定,主要是{110}<001>高斯织构和{110}<112> 黄铜织构。在银基体中MgO和NiO等相阻碍了晶粒的生长、保持晶粒取向稳定和显著提高合金的机械性能。     

大变形对连铸Cu-(2%~8%)Ag合金力学性能及导电率的影响

采用连续铸造和冷拉集成技术制备Cu-Ag系合金,最终进行时效处理。分别测量不同真应变η下合金的力学性能和电学性能,探究不同条件下合金的显微组织、力学性能及电学性能的变化规律,并对其强化机理和导电机理进行了讨论。结果表明:随着真应变量的增加,Cu-Ag系合金的抗拉强度和硬度经历了显著增加到上升趋于缓慢,最后再趋显著增加的过程,而导电率则随着施加应变的增加出现相反的规律。此法制备的Cu-Ag系合金工艺简单,综合性能有所提高。     

Electrical conductivity of Cu-Ag in situ filamentary composites

The electrical conductivity of Cu-10Ag in situ filamentary composite was studied during the deformation and annealing processes. The dependence of electrical resistivity of the deformed composites on the true strain presents a two-stage change with increase of the true strain. The intermediate heat treatment and the stabilized annealing treatment to the deformed composite promote the separation of Ag precipitate, and increase the electrical conductivity. The maximum conductivity of the composite experienced the stabilizing heat treatment can reach about 97% IACS with σb≥400 MPa at 550 ℃ annealing, and reach about 70% IACS with σb≥ 1 250 MPa at 300 ℃ annealing. The corresponded strength of the composite was reported. The microstructure reason for the changes of the conductivity was discussed.