Cu-Cr-Zr-Sn合金的时效析出行为与性能

采用TEM对Cu-0.22Cr-0.05Zr-0.05Sn合金不同形变热处理状态微观组织的演变以及时效过程中析出相的状态进行研究,并以此解释形变热处理过程中合金力学性能和导电性能的变化.结果表明,合金中存在2种析出相,分别是Cr相和Cu4Zr相.其中Cr相在时效过程中分别经历了固溶体、GP区、脱溶并与基体共格以及长大;而Cu4Zr相则以早期Cr析出相为核伴随析出,与基体半共格.由于析出相尺寸很小,且分布较为均匀,使合金具有很强的时效强化效果,经940℃固溶1h后冷加工至变形率为96％并在400℃时效4h,合金的抗拉强度和电导率可分别达到400 MPa和84％IACS.对于该合金,时效温度是决定合金综合性能的关键,而时效时间对综合性能的影响并不显著.     

热处理对Cu-Cr(-Zr)合金力学性能和导电性能的影响

制备了Cu Cr和Cu Cr Zr二种合金板材 ,研究了不同热处理工艺对合金的显微组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明 ,在本实验条件下 ,Cu 0 .5Cr合金经 960℃ ,1h固溶和 450℃ ,2 0h时效后 ,抗拉强度为363MPa,屈服强度为 2 74MPa ,延伸率为 2 2 % ,电导率达 81 %IACS ;添加微量Zr到Cu 0 .5Cr合金中 ,在不降低合金延伸率情况下 ,合金强度可提高 50MPa,但电导率降低约 1 0 %IACS。     

形变热处理对Cu-Cr-Zr合金时效组织和性能的影响

通过对Cu-1．0Cr-0．2Zr合金固溶处理、冷轧以及随后的时效处理工艺,研究形变及时效过程对材料力学性能、导电性能及其组织结构的影响规律。结果表明：研究合金具有很强的时效强化效应;时效前的预冷变形能显著提高Cu-1．0Cr-0、2Zr合金的力学性能而保持较高的导电性;在最佳的形变热处理工艺条件下其合金的抗拉强度和屈服强度分别达到了527．0和487、0MPa,伸长率为12．3％,电导率为82、0％IACS。合金力学性能的提高与电学性能的小幅降低主要是由时效过程的固溶体贫化、基体的回复与再结晶以及新相的析出三个因素控制,其中细小弥散均匀分布的析出相是获得高的力学性能和导电性能的重要影响因素。     

不同处理工艺对铜钴铬硅合金组织和性能的影响

研究了固溶-时效处理工艺和固溶-预冷变形-时效处理工艺对Cu-Co-Cr-Si合金力学性能、电学性能及其显微组织结构的影响。结果表明，最佳形变热处理工艺为980℃固溶1h，冰盐水淬火，40％预冷变形之后480℃时效4h。合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度和相对电导率分别达到634MPa，575MPa，8．9％，1700MPa（HB）和43．2％IACS。这种合金有显著的时效强化特性，强化相为Cr粒子、Cr3Co5Si2相和Co2Si相。合金的高强度来源于固溶强化、亚结构强化和第二相析出强化。     

Ag和Zr对Cu-Ag-Zr合金组织和性能的影响

用中频熔炼-铁模激冷铸造-热轧-冷轧-热处理工艺,制备了Cu-3Ag、Cu-0.2Zr和Cu-3Ag-0.2Zr三种成分的中强高导电铜合金.通过硬度、拉伸性能和电导率测试、金相与电子显微分析等方法,研究了固溶-时效工艺对上述合金力学性能、导电性能及其组织结构的影响和变化规律.结果表明,Ag和微量Zr的添加以及时效前的预冷变形能较显著提高铜的力学性能而不明显降低其导电性;Cu-Ag-Zr合金的高强度来源于Ag的固溶强化、β-Ag与铜锆化合物粒子的析出强化;高导电性则来源于合金在时效过程中大部分Ag和Zr分别以β-Ag与铜锆化合物粒子的形式析出,合金基体接近为高导电性纯铜.     

Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响

研究了Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加少量Zr可以细化合金铸态组织,并且在热挤压过程中抑制再结晶。在固溶时效过程中,可以促进第二相粒子的析出,从而使基体中析出均匀弥散第二相粒子。T6状态下,未加Zr的合金其抗拉强度仅为600MPa,伸长率为10.5%;而加Zr后其抗拉强度超过650MPa,伸长率达到12.3%。     

冷变形时效处理对Cu-1.0Cr-0.1Zr合金性能的影响

采用拉伸力学性能测试、电导率测量、金相和透射电镜技术研究不同冷变形下时效处理对Cu-1.0Cr-0.1 Zr合金性能的影响.结果表明:Cu-1.0Cr-0.1Zr合金在950℃×1h固溶处理+70％冷变形+450℃×4h时效后的综合性能最好,其抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别达到543.3 MPa、522.3 MPa、12.68％和82.6％IACS.从合金的显微组织观察分析中可知,在此工艺下合金基体中析出了大量弥散细小的强化相,第二相析出是合金强化的重要原因.     

C194合金加工工艺与性能研究

研究了C194合金变形与固溶时效热处理工艺条件对其组织性能的影响。研究结果表明：热轧的C194合金，经过850℃固溶、500℃时效处理及二次冷变形后，材料具有较高的力学性能和导电性能，经检测合金材料的抗拉强度达538．5MPa，电导率为81．8％IACS。     

时效处理对7022铝合金学性生能和导电率的影响

采用光学显微镜、洛氏硬度仪、万能材料试验机和导电率测试仪等研究了时效处理对7022铝合金力学性能和导电率的影响.结果 表明:经过470℃固溶处理420 min后的合金的显微硬度为71.3 HRB,导电率为28.0％IACS,抗拉强度为525.5 MPa,伸长率为11.25％;时效处理过程中,合金的显微硬度、抗拉强度和导电率随着时效时间的增加呈现先升高后降低的变化趋势,而伸长率则与它们呈相反的变化趋势.150℃时效14 h后合金的硬度和导电率分别为89.5 HRB和31.2 ％IACS,110℃时效10h后抗拉强度达到峰值,为607.85MPa.综合考虑7022合金的导电率与力学性能,其最佳热处理制度为470℃固溶420 min+ 150℃时效14 h,此时合金的硬度值为89.5 HRB,导电率为31.2 ％IACS,抗拉强度为595.73 MPa,合金力学性能和导电率的变化为时效时间和时效温度综合作用的结果.     

多级形变时效对Cu-Cr-Zr合金组织和性能的影响

采用力学性能和电导率测试及透射电镜观察等方法,研究了不同时效工艺对Cu-1.0Cr-0.2Zr合金组织和性能的影响.结果表明:合金在一级时效工艺(960℃固溶2h+60%冷变形+450℃时效4h)下有很强的时效强化效应,抗拉强度和屈服强度分别为527.0MPa和487.0MPa,伸长率为12.3%,导电率为82.0%IACS,软化温度为520℃;采用二级时效工艺(960℃固溶2h+60%冷变形+450℃时效4h+60%冷变形+450℃时效5h),合金保持较高的电导率的同时,合金的强度及软化温度得到较大提高,抗拉强度和屈服强度分别为565.4MPa和524.1MPa,伸长率为9.8%,电导率为80.1%IACS,软化温度为560℃.显微组织分析表明,高强度主要来源于预冷变形引起的亚结构强化和弥散相的析出强化.二级时效工艺细化了析出相的尺寸,析出的弥散质点对基体的回复和再结晶阻碍作用强烈,使合金具有很高的软化温度.     

Age hardening characteristics of Cu-Ag-Zr alloy

Cu-Ag-Zr alloy is a newly developed copper alloy material which has an excellent combination of high mechanical strength and high electrical conductivity. By means of vacuum induction melting, Cu-Ag-Zr alloy was produced. The effects of aging processes on the microhardness and electrical conductivity characteristics of Cu-Ag-Zr alloy were studied. After aging at 450 °C for 4h, the alloy showed an excellent combination of microhardness and electrical conductivity: the microhardness and electrical conductivity reach 126 HV and 84%IACS, respectively. The precipitates responsible for the age-hardening effect are the fine and dispersed Cu₅Zr, which has a face center cubic structure. Cu₅Zr precipitates are fully coherent with the Cu matrix and give the Cu-Ag-Zr alloy higher microhardness and higher electrical conductivity.     

时效制度对新型Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

采用X射线衍射、金相和扫描电镜等手段,结合力学性能检测和电导率测定,研究了单级时效和双级时效处理对铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织和综合性能的影响。结果表明:随时效温度的升高和时效时间的延长,晶粒尺寸缓慢增大,电导率逐渐增加。铸态新型Al-Zn-Mg-Cu合金最佳的单级时效工艺为135 ℃×12 h,此时合金的硬度为231.8 HV0.2、抗拉强度为568 MPa、伸长率为2.8%、电导率为33.7%IACS;最佳的第二级时效制度为155 ℃×4 h,此时合金的硬度为216.9 HV0.2、抗拉强度为558.7 MPa、伸长率为4.1%、电导率为35.2%IACS。     

快速凝固Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb合金的组织与力学性能

采用快速凝固方法制备了Cu-5Ag-0.5Zr及Cu-5Ag-0.5Zr-0.4Cr-0.35Nb(wt%)合金粉末,采用热等静压将粉末压制成坯料,随后进行热锻、冷轧处理。测试了合金在室温及高温(500 ℃)下的力学性能,并分析了合金的显微组织及断口形貌。结果表明,冷轧态合金具有更优异的室温拉伸性能,冷轧态Cu-Ag-Zr合金抗拉强度为739.3 MPa,伸长率7.1%,这与铜基体中密集的Cu₄AgZr颗粒及纳米级Ag颗粒有关。除Cu₄AgZr颗粒及Ag颗粒外,Cr、Nb元素的添加还生成高温稳定的Cr₂Nb颗粒,同时提高了合金的室温和500 ℃拉伸强度。冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb合金的室温极限抗拉强度和伸长率分别为799.1 MPa与5.3%。因为热锻态合金晶粒尺寸粗大,Ag颗粒尺寸细小,相比冷轧态合金拥有更好的抗高温弱化性能。热锻态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金的500 ℃抗拉强度分别为186.8和129.2 MPa,而冷轧态Cu-Ag-Zr-Cr-Nb和Cu-Ag-Zr合金在500 ℃抗拉强度分别仅为113.1和95.4 MPa。     

电线电缆用Al-Fe-Cu-0.25La-Zr耐热合金的导电性能

采用导电率测试仪、万能拉伸试验机、光学显微镜等分别测试了Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金的导电率、抗拉强度、伸长率等性能指标及显微组织,研究了电线电缆Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金在不同退火工艺下的导电性能与力学性能。结果表明,合金在350 ℃×2 h退火时达到导电率峰值62.8%IACS,抗拉强度为101.5 MPa,伸长率为32.4%;在300 ℃退火2 h时导电率达到62.1%IACS,抗拉强度为125.0 MPa,伸长率为13.4%。合金在300 ℃×(4~10) h退火期间,合金的导电率维持相对稳定,且高于350 ℃×(4~10) h,说明合金在300 ℃时具有更好的耐热稳定性。Al-Fe-Cu-0.25La-Zr合金最优的退火工艺为300 ℃×2 h,此工艺处理后的合金线材符合对电线电缆电学性能与力学性能的标准要求,且可以降低生产成本。     

新型Al-Zn-Mg-Cu合金型材回归再时效处理的组织与性能

采用拉伸、硬度、电导率测试和透射电镜分析等方法研究了不同回归处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金型材组织与性能的影响。结果表明,采用120℃×24 h+180℃×45 min+120℃×24 h回归再时效处理后,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为613.5 MPa、599 MPa、11.1%和39.2%IASC。与T6态相比,合金在抗拉强度和伸长率相当的情况下,屈服强度和电导率显著提高,合金的抗应力腐蚀性能明显改善。合金晶内为细小的η’相和η相,晶界沉淀相断续分布,伴有较窄的晶界无析出带。     

双级固溶工艺对7050铝合金组织与力学性能的影响

采用SEM分析、导电率测试、室温拉伸性能测试等方法,研究了双级固溶工艺对7050铝合金组织演变,以及对双级时效后析出相特征与力学性能的影响。结果表明,与单级固溶处理相比,双级固溶可使难溶的Al₂CuMg相完全固溶,显著增加晶内时效析出相的数量,晶界析出相断续分布。双级固溶处理显著提高了7050铝合金的拉伸强度和导电率,同时保持较好的伸长率,抗拉强度达到611.9 MPa,屈服强度达到587.5 MPa,导电率为42.43%IACS,而伸长率为13.5%。     

Zr、Cr元素对Al-Si合金电导率与力学性能的影响

通过正交试验和验证试验研究了不同的Si、Zr、Cr元素含量对Al-Si合金电导率与力学性能的影响.结果表明:当合金的成分为5%Si、0.35%Zr、0.35%Cr、1%Cu、0.5%Mg,经过T6处理后,电导率达到25.35 MS/m,抗拉强度达到361 MPa,伸长率达到2.83%,布氏硬度为109.34,均超越ZL101A.合金中的Si在改善合金力学性能的同时直接减少Al基体的有效导电截面,使合金的电导率下降;微量Zr可以在几乎不影响电导率的情况下提高合金力学性能;Cr元素对合金起到一定的强化作用.通过试验可将Al-Si合金的电导率提高5%～8%.     

高强高导Cu-0.1Ag-0.11Cr合金的强化机制

Cu-Ag-Cr合金是一种高强度高电导新型材料.采用真空熔炼的方法制备了Cu-Ag-Cr合金,经合适的工艺处理后,在电导率基本上不降低的前提下,能显著提高合金的强度和硬度,抗拉强度达到529 MPa,电导率为92.11%(IACS),基本满足对铜合金高强高导的性能要求.在同样条件下,与Cu-Ag合金相比,其强度和硬度的提高主要是由共格析出强化造成,由于析出相尺寸较大,以Orowan机制强化,强化效应与采用Orowan强化机制计算的结果非常接近.     

Cu-Ag-Zr合金的时效性能

采用真空熔炼的方法制备了Cu-Ag-Zr合金,通过显微硬度测试、电导率测试、TEM分析,研究了Cu-Ag-Zr合金经不同冷变形后在不同时效温度和时效时间下的时效性能.结果表明,Cu-Ag-Zr合金经450℃时效4 h具有较好的显微硬度和电导率,其显微硬度和电导率分别达到126 HV和84.4%IACS;时效前的冷变形能够促进相的析出,改善Cu-Ag-Zr合金的性能;经80%冷变形后在450℃时效0.5 h,Cu-Ag-Zr合金的显微硬度和电导率能分别达到134 HV和84.6%IACS.