高鉻Cu-Cr合金制備工藝及凝固組織研究.pdf

1、Cu-Cr合金由于其熱處理后具備較高的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)兼具優(yōu)越的導(dǎo)電導(dǎo)熱性及抗腐蝕性，因而在很多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。
　　高Cr成分Cu-Cr合金被廣泛應(yīng)用于中壓電觸頭材料。由于溶質(zhì)Cr與基體Cu的互溶性極差，其制備難度相當(dāng)大。
　　本文采用真空感應(yīng)熔煉工藝制備Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-25%的Cu-Cr二元合金,并重點(diǎn)研究了應(yīng)用最廣泛的Cu-25Cr合金的相關(guān)凝固機(jī)制及制備方案。通過金相分析研究各工藝參數(shù)對Cu-25Cr合金

2、凝固組織形貌的影響。同時(shí)使用有限元方法、相場法、耗散粒子動(dòng)力學(xué)方法對Cu-Cr二元合金凝固過程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，解釋了Cu-Cr二元合金凝固過程中富Cr相的相分離機(jī)制，并定量分析不同條件下富Cr相的偏聚程度。
　　同時(shí)，通過真空電弧熔煉工藝制備出對應(yīng)成分的Cu-25Cr合金作為理想組織參照物。并對比分析了兩種工藝制備Cu-25Cr合金的優(yōu)勢與劣勢。利用真空電弧熔煉工藝提供的較大過冷度，進(jìn)一步分析了在不同工藝條件下合金凝固組織中富C

3、r相的偏聚情況。
　　綜合分析發(fā)現(xiàn)：
　?、匐S著Cr成分增加，富Cr相偏聚程度及尺寸增大。
　?、谝欢ɡ渌俜秶鷥?nèi)，隨著冷卻速率降低，富Cr相偏聚傾向加重，在一定動(dòng)力學(xué)條
　　件下發(fā)生宏觀尺度的偏聚上浮現(xiàn)象。
　?、墼诔渥銊?dòng)力學(xué)條件下，受Marangoni效應(yīng)影響，Cu-25Cr合金的宏觀偏聚組織由
　　分層狀變?yōu)榍驙顖F(tuán)聚態(tài)。
　　④合金凝固組織中的富Cr相偏聚情況受溶質(zhì)Cr擴(kuò)散狀況影響，當(dāng)溶質(zhì)C