微合金化Cu-Zr(-RE)合金熱變形和時(shí)效行為.pdf

1、微合金化技術(shù)是提升合金綜合性能的重要手段之一。微合金化Cu-Zr(-RE)合金是一種典型的時(shí)效強(qiáng)化型材料。
　　本文針對 Cu-0.4Zr、Cu-0.4Zr-0.15Y、Cu-0.4Zr-0.15Ce三種合金的基本特征，評述了微合金化技術(shù)和其發(fā)展現(xiàn)狀；對比研究了三種 Cu-Zr(-RE)合金經(jīng)900℃固溶處理1 h后的熱變形行為和時(shí)效析出特性，探討了Cu-Zr(-RE)合金的流變應(yīng)力、應(yīng)變速率、變形溫度和變形程度相互間的聯(lián)系，建立

2、了流變應(yīng)力本構(gòu)方程；通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡分析手段探討了該合金在熱壓縮工藝下的微觀組織演變規(guī)律和時(shí)效處理工藝對合金組織與性能的影響。研究結(jié)果表明：
　　1.利用 Gleeble-1500D熱模擬試驗(yàn)機(jī)，對 Cu-Zr(-RE)合金在變形程度為55％、變形溫度為550~900℃和應(yīng)變速率為0.001~10s-1條件下進(jìn)行熱模擬壓縮試驗(yàn)，繪制了其流變應(yīng)力曲線，探討了熱變形條件對流變應(yīng)力的影響。結(jié)果表明，變形溫度升高，流變應(yīng)

3、力減??；應(yīng)變速率升高，流變應(yīng)力隨著升高；存在兩種軟化機(jī)理，分別是動態(tài)回復(fù)和動態(tài)再結(jié)晶。
　　2.熱變形工藝參數(shù)對 Cu-Zr(-RE)合金熱變形組織的影響顯著，伴隨著溫度升高、應(yīng)變速率減小，動態(tài)再結(jié)晶更容易發(fā)生。
　　3.熱變形的真應(yīng)力-真應(yīng)變關(guān)系符合雙曲正弦本構(gòu)方程，變形溫度降低，峰值應(yīng)力升高；應(yīng)變速率增大，峰值應(yīng)力隨之增大；利用峰值應(yīng)力計(jì)算出熱變形激活能，進(jìn)一步求得本構(gòu)方程，根據(jù)材料動態(tài)模型，建立了三種Cu-Zr(-RE

4、)合金材料的熱加工圖，綜合合金熱變形后的微觀組織演變規(guī)律，確定了經(jīng)優(yōu)化的熱加工工藝參數(shù)。
　　4.對Cu-Zr(-RE)合金經(jīng)0~80%變形、400~550℃和0~6 h時(shí)效處理后的顯微硬度和導(dǎo)電率進(jìn)行了測試，探討了不同時(shí)效溫度和時(shí)間對Cu-Zr(-RE)合金組織和性能的影響，對合金的析出相進(jìn)行了觀察和分析。結(jié)果表明：細(xì)小的析出相呈彌散分布；在500℃時(shí)效2 h可獲得較理想的顯微硬度和導(dǎo)電率；時(shí)效前的冷變形有助于合金第二相的脫溶。