等徑角擠壓接觸線用Cu-Cr-Zr合金的研究.pdf

1、近年來,我國動車、高鐵等新型電氣化鐵路建設(shè)進(jìn)入了一個大規(guī)?？焖侔l(fā)展的階段,與此同時,作為動力支撐核心部件之一的接觸導(dǎo)線也面臨著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn),要求其具有更高的抗拉強(qiáng)度(≥550MPa)、更好的導(dǎo)電性(≥80％IACS)、更好的抗軟化性(≥500℃)和耐摩擦等性能。等徑角擠壓技術(shù)(ECAP)作為一種新型的塑性加工方法,可以在不改變材料尺寸的情況下使試樣獲得劇烈塑性變形,從而非常有效地細(xì)化晶粒,改善組織分布,最終提高材料的強(qiáng)度、韌性等宏觀性

2、能。
　　 本論文選用Cu-0.5Cr-0.16Zr合金作為研究對象,主要采用ECAP大變形技術(shù),并結(jié)合熱處理,研究了不同EC-AP擠壓道次、不同時效溫度和時間對合金試樣的抗拉強(qiáng)度、顯微硬度、相對導(dǎo)電率和軟化溫度的影響,從中探索出了制備高強(qiáng)高導(dǎo)Cu-CvZr合金的最佳形變熱處理工藝。同時,利用金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀和EDS能譜儀觀察了EC-AP變形及時效過程中合金顯微組織的變化,確定了析出相的種類和拉伸斷裂機(jī)制等。最

3、后詳細(xì)分析了Cu-CvZr合金的強(qiáng)化機(jī)制、導(dǎo)電機(jī)制、抗軟化機(jī)制,以及ECAP技術(shù)在其中所發(fā)揮的作用。
　　 Cu-CvZr合金經(jīng)過8道次Bc方式ECAP變形后,成功獲得了超細(xì)晶組織,抗拉強(qiáng)度672MPa,顯微硬度186HV,相對導(dǎo)電率27.4%IACS。隨后將變形合金在不同溫度、時間下時效,從中總結(jié)出最佳形變熱處理工藝(6道次ECAP+450℃/1h時效),此時強(qiáng)度、硬度和導(dǎo)電率均獲得了顯著提升,分別為903MPa、280HV和

4、73.6%IACS,力學(xué)性能與電學(xué)性能形成了良好的搭配。同時,軟化溫度也從0道次的460℃上升至6道次的580℃,有效改善了Cu-CvZr合金的高溫抗軟化性能。
　　 隨著ECAP擠壓道次的增多,拉伸試樣由典型的韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)檠鼐Т嘈詳嗔?；時效析出相呈細(xì)小、彌散分布狀,成分主要為Cr單質(zhì)和Zr富集相。
　　 Cu-0.5Cr-0.16Zr合金經(jīng)過ECAP大變形及后續(xù)熱處理后,機(jī)械性能和導(dǎo)電性能均得到了顯著提高,這是因為: