非真空熔鑄Cu-Cr-Zr合金組織性能研究.pdf

1、Cu-Cr-Zr系合金作為一種典型的時效強化型合金，具有高強度和高導(dǎo)電的特性，在電子信息和高速電氣化鐵路等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。但生產(chǎn)實踐中， Cu-Cr-Zr合金通常采用真空熔煉的制備工藝，技術(shù)要求和生產(chǎn)成本較高。因此，探究非真空熔鑄的 Cu-Cr-Zr合金的組織和性能，對生產(chǎn)和開發(fā)該種合金具有深遠而重大的意義。
　　本文針對非真空熔鑄的 Cu-0.92Cr-0.068Zr、Cu-0.90Cr-0.18Zr和 Cu-0.9

2、4Cr-0.34Zr合金，通過金相分析、透射電子顯微分析、X射線衍射分析、拉伸試驗以及單向熱壓縮等試驗方法，研究了非真空熔鑄的 Cu-Cr-Zr合金鑄態(tài)及固溶時效處理后的組織和性能，探討了合金元素Zr的含量對合金組織性能的影響。
　　結(jié)果表明：非真空熔鑄的 Cu-Cr-Zr合金鑄態(tài)組織組成物主要有固溶銅相、單質(zhì)鉻相和 Cu-Zr第二相組成。Cu-0.90Cr-0.18Zr和 Cu-0.94Cr-0.34Zr合金的晶粒尺寸相差不大，

3、但均比 Cu-0.92Cr-0.068Zr合金晶粒尺寸小，可見合金元素 Zr的加入具有細化晶粒的作用，但過量的 Zr元素對晶粒細化的作用不大。合金在鑄態(tài)下導(dǎo)電性、硬度和強度較低，三種合金在鑄態(tài)下的導(dǎo)電率分別為51％IACS、46%IACS和41%IACS；顯微硬度分別為100HV、100HV和102HV；而鑄態(tài)平均抗拉強度只有240MPa。
　　經(jīng)適當(dāng)?shù)男巫儫崽幚?即固溶+冷變形+時效處理)后，能夠顯著提高合金顯微硬度和導(dǎo)電性。如

4、 Cu-0.90Cr-0.18Zr合金經(jīng)950℃×1h固溶和500℃×1h時效后，顯微硬度和導(dǎo)電率分別達到135HV和71%IACS；而經(jīng)過60%預(yù)變形500℃×1h時效后，顯微硬度和導(dǎo)電率分別達到了151HV和76%IACS。時效時間對合金的導(dǎo)電率和顯微硬度的影響表現(xiàn)在：隨時效時間的延長導(dǎo)電率逐漸增大，且時效初期合金導(dǎo)電率增幅較大；而合金顯微硬度則是低溫時隨著時效時間的延長而增加，高溫時呈現(xiàn)先快速上升，達到峰值后緩慢下降的趨勢。冷變形

5、后的合金晶粒內(nèi)部和晶界附近產(chǎn)生大量的位錯，時效析出的二次相彌散分布在銅基體中，使得合金強度和導(dǎo)電率得到顯著改善。固溶時效后三種合金的抗拉強度分別達到546MPa、576MPa和550MPa，導(dǎo)電率分別達到70%IACS、76%IACS和72%IACS，滿足高強高導(dǎo)銅合金的性能要求。
　　采用高溫單向壓縮試驗討論了變形溫度、變形速率對 Cu-0.92Cr-0.068Zr和Cu-0.90Cr-0.18Zr合金高溫壓縮變形的影響規(guī)律，結(jié)