高强高导Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金的组织和性能

发布时间：2020-03-18 22:07

【摘要】： 本文在研究Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金的铸态组织和析出相形貌、尺寸及其与基体之间的位相关系的基础上,通过冷拉拔变形结合热处理工艺,制备了Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金线材,并研究了其组织和性能,摸索出使合金获得优异性能的加工制备工艺。探讨了热处理和冷变形对合金组织和性能的影响。另外本文还对比了Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金接触线和电气化铁路现用的Cu-Mg和Cu-Sn合金接触线的性能。 Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金的铸态组织主要由Cu基体、纯Cr相、Cu_5Zr相和Cr_3Si相组成。与大尺寸的Cr相相比,Si与Cr开乡成弥散分布的纳米析出相,说明Si的添加细化了析出相并改变了其组织形态。直接时效工艺所制备的合金的力学性能要优于固溶时效工艺制备的合金的力学性能。将合金在η=1.8时500℃时效1h处理,再冷拉拔至η=3.8,其抗拉强度和相对电导率能够分别达到600 MPa及84.8%IACS。 在η=3.8的大变形条件下,Cu基体的纤维化影响合金线材的综合性能。同等变形量下未经热处理的合金的加工硬化指数高于热处理后的合金。Cu基体纤维化过程中合金的相对电导率随变形量的增加一般呈线性变化。在变形过程中,析出相粒子对位错的塞积作用及其与Cu基体之间变形的不协调,均使得合金的弹性模量增加。当变形量由η=3.8增大到η=5.6时,由于析出相粒子和位错之间的相互作用占主导地位,抗拉强度和应变硬化指数均缓慢上升。当变形量由η=5.6进一步增大到η=8.8时,由于界面和位错之间的相互作用占主导地位,合金的抗拉强度和应变硬化指数均迅速上升。通过对Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金线材断口形貌的分析表明,随着变形量的增加,合金逐渐由韧性断裂转变为脆性断裂。 Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金接触线的抗拉强度和热软化抗力均显著高于现用的Cu-Sn合金及Cu-Mg合金接触线。Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金在常温和-40℃低温下的韧性都明显高于Cu-Sn合金及Cu-Mg合金。与常温冲击韧性水平相比,3种合金在测试温度由常温至-40℃区间内,均不存在脆性转变现象。Cu-0.4%Cr-0.12%Zr-0.01%Si合金的电导率仅比Cu-Sn合金低7%左右,但明显高于Cu-Mg合金。
【图文】：

图 3.2Cu一0.4%C卜0.12%Z卜0.01%Si试验合金EDS Fig.3.2(a)SEMimageoftheCu一0.4%Cr一0.12 determinedattheseeondP 在SEM研究铸态组织的基础上，通组织中各析出相的形貌和相结构，如图cr相粒子均为尺寸较大的初生纯c:相，金中Cr相粒子多以单相存在，不与其它

图3.1Cu一0.4%C卜0.12%zr一0.01%Si合金铸态金相组织Fig.3.1OPticalmicrostrueturesoftheas一eastCu一0.4%Cr-0.12%Zr一0.01%Sialloy试验合金铸态组织的SEM图像及EDS测定结果如图3.2所示。Cu晶粒内部包含弥散分布的白色粒子，EDS测定结果表明这些白色粒子化学成分接近cusz相。片状第二相沿Cu晶界处分布，，EDS测试结果表明也为Cuszr相，同时也存在少量er(图Zb)。l“率姗暴
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TG146.11

【共引文献】

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本文编号：2589253