Cu-Cr基合金的相平衡及其復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備技術(shù)研究.pdf

1、Cu-Cr基合金具有Cu的高導(dǎo)電性和高導(dǎo)熱性，又具有Cr的耐高溫性、耐磨耗性、高機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性等特點(diǎn)，通常用于真空開關(guān)和高壓斷路器的觸點(diǎn)材料。鑒于相圖在材料設(shè)計(jì)中的重要作用，而又因Cu-Cr基相平衡信息的缺失，因此，本論文首先通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定了Cu-Cr-X(Mo，W)三元系的相平衡，并利用相分離的特點(diǎn)，采用CALPHAD方法對(duì)Cu-Cr-Mo三元系合金進(jìn)行成分設(shè)計(jì)，利用霧化制粉與熱壓燒結(jié)技術(shù)制備復(fù)合粉體和燒結(jié)體材料，系統(tǒng)地對(duì)復(fù)合粉體和

2、燒結(jié)體材料的組織形態(tài)及其性能進(jìn)行研究。其主要研究結(jié)果如下:
　　(1)首次實(shí)驗(yàn)測(cè)定了Cu-Cr-W與Cu-Cr-Mo三元系在1100℃、1200℃與1300℃時(shí)的全成分范圍內(nèi)的等溫截面相圖。Cu-Cr-W三元系在1100℃、1200℃和1300℃的等溫截面相圖存在一個(gè)三相區(qū)和兩個(gè)兩相區(qū)，不存在三元化合物。隨著溫度的升高，Liquid+ BCC(Cr)+BCC(W)三相區(qū)逐漸縮小并向富W側(cè)擴(kuò)展。Cu-Cr-Mo三元系在1100℃、1

3、200℃和1300℃的等溫截面相圖不存在三元化合物，只存在一個(gè)兩相區(qū)，兩相組織是Liquid+BCC(Cr，Mo)。Cu-Cr-W和Cu-Cr-Mo三元系合金的部分鑄態(tài)呈現(xiàn)Cu-rich相與Cr-rich相宏觀分離的兩相組織。
　　(2)利用CALPHAD方法，計(jì)算了Cu-Cr-Mo三元系的縱截面相圖，并設(shè)計(jì)了液相兩相分離型合金，其成分為Cu78Cr20Mo2（wt.％）。采用霧化制粉法，制備了Cu-Cr-Mo合金復(fù)合粉體，并對(duì)其

4、組織形態(tài)、成分、熔點(diǎn)和顯微硬度進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:復(fù)合粉體粒度分布較寬，球形度較好，絕大部分復(fù)合粉體均呈現(xiàn)富Cu基體上均勻分布著小顆粒球狀富Cr相的組織形態(tài)，小部分復(fù)合粉體結(jié)構(gòu)為核殼型組織。
　　(3)對(duì)Cu78Cr20Mo2（wt.％）合金復(fù)合粉體進(jìn)行熱壓燒結(jié)，研究復(fù)合粉體燒結(jié)后的組織形態(tài)、成分、熔點(diǎn)和時(shí)效時(shí)間對(duì)燒結(jié)體材料顯微硬度和熱導(dǎo)率的影響。研究結(jié)果表明:燒結(jié)體材料組織較為均勻、不存在孔隙或孔洞;燒結(jié)體材料在500℃時(shí)