硅元素和變形溫度對Cu-20Zn合金組織性能及退火行為的影響.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的構(gòu)件要求合金既要有較高的強度又要保持較好的塑性。然而，在大多數(shù)情況下，合金在具有高強度的同時，塑性往往很低，嚴重制約其在工業(yè)上的應(yīng)用。因此，如何在不降低塑性的同時獲得高強度性能材料成為眾多材料研究學(xué)者研究的熱點。本課題通過低溫（液氮浸泡）和室溫下多道次軋制以及退火工藝調(diào)整，獲得較好強度和塑性結(jié)合的超細銅合金。采用OM、TEM和XRD等表征和分析測試技術(shù)，分析硅元素和變形溫度對Cu-20Zn合金變形機制、

2、顯微組織和再結(jié)晶行為的影響;利用顯微硬度和室溫拉伸力學(xué)試驗手段，分析不同合金含量銅合金在軋制和退火過程中顯微硬度、強度和塑性的變化。結(jié)果表明:
　　通過在Cu-20Zn合金中添加硅元素降低合金的層錯能，有助于變形過程中孿晶和位錯的積累、晶粒尺寸的減小及顯微硬度、強度的提高。經(jīng)90％壓下率的室溫軋制后，Cu-20Zn-1.9Si合金的抗拉強度為1002MPa，較Cu-20Zn合金提高了52％。根據(jù)TEM和XRD結(jié)果可知，納米孿晶界對

3、強度的提高有很大促進作用。
　　經(jīng)不同溫度退火后發(fā)現(xiàn)，在Cu-20Zn合金中添加硅元素可以使合金的熱穩(wěn)定性增加，再結(jié)晶溫度升高，并且有效抑制晶粒長大。同時，合金的顯微硬度與晶粒尺寸的關(guān)系符合霍爾佩奇關(guān)系式，降低合金的層錯能導(dǎo)致k值增大，增強細晶強化效果。Cu-20Zn-Si合金在280℃退火后具有優(yōu)異的強度和塑性的結(jié)合，其強度范圍為600～1000MPa，延伸率為9～28％。
　　將Cu-20Zn和Cu-20Zn-1.2Si

4、合金分別在低溫和室溫下進行90％壓下率軋制后結(jié)果表明:低溫軋制有利于孿生變形，獲得更高的孿晶和位錯密度，同時提高再結(jié)晶過程的儲存能;經(jīng)不同溫度退火，易于誘發(fā)再結(jié)晶、提高再結(jié)晶形核率、獲得亞微米再結(jié)晶晶粒;根據(jù)JMAK公式，計算出經(jīng)低溫和室溫軋制Cu-20Zn-1.2Si合金的再結(jié)晶激活能分別為184kJ/mol和217kJ/mol。
　　Cu-20Zn-1.2Si合金經(jīng)低溫和室溫軋制并退火后的延伸率主要受再結(jié)晶分數(shù)的影響，當再結(jié)晶