微量Hf对Cu及Cu-0.6Cr合金性能和组织的影响研究
发布时间：2022-08-10 17:04
铪（Hf）具有可塑性、易加工、耐高温抗腐蚀的特点,在原子反应堆和镍基高温合金中都有应用。作为与Zr伴生的元素,Hf的性质与Zr相似,加入铜中可以大幅度提升铜的再结晶温度,在提高强度的同时还保有较高的导电性能。Hf加入铜中也存在析出强化效应,共晶温度下Hf在铜中的溶解度大于Zr（Hf为0.4at%,Zr为0.12at%）,对于性能的提升有更大的空间。面对人们对高铜合金的强度以及对高强高导铜合金的耐热性能有越来越高的要求,尝试开发出新型合金和对应的加工工艺具有一定意义。本文以Cu-Hf和Cu-0.6Cr-Hf合金为研究对象,真空熔炼并铸造了三种不同Hf含量的Cu-Hf合金和两种不同Hf含量的Cu-0.6Cr-Hf合金,采用热轧、固溶、冷轧、时效等形变热处理工艺对合金进行试验,测试了各阶段的维氏硬度、抗拉强度、延伸率、导电率、软化温度等机械性能和物理性能,结合金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能谱仪（EDS）等分析手段,系统研究了Hf元素对于铜及铜铬合金性能及显微组织的影响,探索了Hf在合金中的存在形式,经分析后得到以下结论:（1）Hf元素添加量达到一定...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 几种高铜合金的研究和应用现状
1.2.1 Cu-Ag合金研究应用现状
1.2.2 Cu-Mg合金研究应用现状
1.2.3 Cu-Sn合金研究应用现状
1.3 高强高导Cu-Cr系合金研究现状
1.3.1 高强高导Cu-Cr合金的研究进展
1.3.2 第三组元对Cu-Cr合金的组织、结构及性能的影响
1.3.3 Cu-Cr-Zr合金的研究进展
1.4 元素铪的研究及应用现状
1.4.1 铪的基本性质
1.4.2 铪材及铪在其他合金中的应用
1.4.3 铪在铜合金中应用的研究现状
1.5 研究目标和内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
第二章 试验材料和研究方法
2.1 合金的成分设计及原材料
2.2 技术路线
2.3 试验仪器及设备
2.4 合金的制备工艺
2.4.1 合金的熔铸
2.4.2 热轧
2.4.3 固溶
2.4.4 冷轧
2.4.5 时效
2.5 性能的测试和组织观察
2.5.1 显微硬度的测试
2.5.2 导电率的测试
2.5.3 抗拉强度、延伸率的测试
2.5.4 金相组织的观察
2.5.5 SEM分析
2.5.6 TEM分析
2.5.7 EDS分析
第三章 微量铪对紫铜性能及组织的影响
3.1 引言
3.2 Cu-Hf合金熔铸及成分的控制
3.3 Hf对合金时效前性能和组织的影响
3.3.1 不同Hf含量对合金铸态性能和组织的影响
3.3.2 Cu-Hf合金热轧后的性能和组织
3.3.3 固溶工艺对导电性能的影响及固溶态的性能、组织
3.3.4 Cu-Hf合金冷轧后性能和组织
3.4 不同Hf含量对合金时效后力学和导电性能的影响
3.5 Cu-Hf合金抗软化性能研究
3.6 Cu-0.9Hf合金时效过程中组织及析出相的变化
3.7 小结
第四章 微量铪对Cu-0.6Cr合金性能及组织的影响
4.1 引言
4.2 Cu-0.6Cr-Hf合金熔铸及成分的控制
4.3 Hf对 Cu-0.6Cr合金时效前组织和性能的影响
4.3.1 Cu-0.6Cr-Hf合金的铸态组织和性能
4.3.2 Cu-0.6Cr-Hf合金的热轧态组织和性能
4.3.3 Cu-0.6Cr-Hf合金的固溶工艺及其组织性能
4.3.4 Cu-0.6Cr-Hf合金的冷轧态组织和性能
4.4 时效工艺对Cu-0.6Cr-Hf合金性能的影响
4.5 Cu-0.6Cr-Hf合金抗软化性能研究
4.6 Cu-0.6Cr-0.9Hf合金时效过程中组织及析出相的变化
4.6.1 Cu-0.6Cr-0.9Hf合金时效过程中组织的演变
4.6.2 Cu-0.6Cr-0.9Hf合金TEM和 EDS分析
4.7 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微量RE对Cu-Sn合金接触线性能的影响[J]. 徐玉松,旷万洪,陶炳贞. 热加工工艺. 2017(10)
[2]高强高导Cu-Cr-Zr合金的微观组织与性能[J]. 马健凯,王宥宏,杨雨潭,张俊婷,李秋书,郝维新. 材料导报. 2015(22)
[3]铜银合金导线的显微组织与性能[J]. 文姗,常丽丽,尚兴军,李胜利. 中国有色金属学报. 2015(06)
[4]时效态高强高导Cu-Ag-Cr合金的组织与性能[J]. 王松,谢明,王塞北,陈永泰,张吉明,杨有才. 稀有金属. 2014(02)
[5]ECAP及后续退火对Cu-Mg合金组织与性能的影响[J]. 朱承程,马爱斌,江静华,宋丹,李学斌,陈建清. 中国有色金属学报. 2013(05)
[6]金属铪的制备方法研究进展[J]. 柳旭,王力军,陈松,吴延科,王鑫. 稀有金属. 2013(02)
[7]Hf对Ni-Ti-Al合金高温变形行为影响[J]. 宋晓云,李岩,李树索. 稀有金属材料与工程. 2012(10)
[8]铜镁合金接触线低周疲劳分析[J]. 覃作祥,李克欣,陆兴. 大连交通大学学报. 2012(01)
[9]高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究与应用进展[J]. 占国星,李明茂. 有色金属科学与工程. 2012(01)
[10]高速电气化铁道用CuSn合金接触线成形工艺研究[J]. 支海军,徐玉松,陆敏松,郑莉芬. 铸造技术. 2009(12)
硕士论文
[1]Cu5Zr、Cu5Hf和CuZr的结构、力学及电子性质的研究[D]. 伊国辉.燕山大学 2015
[2]高强高导Cu-Cr-In合金的组织与性能研究[D]. 张小平.江西理工大学 2015
本文编号：3674019
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【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 几种高铜合金的研究和应用现状
1.2.1 Cu-Ag合金研究应用现状
1.2.2 Cu-Mg合金研究应用现状
1.2.3 Cu-Sn合金研究应用现状
1.3 高强高导Cu-Cr系合金研究现状
1.3.1 高强高导Cu-Cr合金的研究进展
1.3.2 第三组元对Cu-Cr合金的组织、结构及性能的影响
1.3.3 Cu-Cr-Zr合金的研究进展
1.4 元素铪的研究及应用现状
1.4.1 铪的基本性质
1.4.2 铪材及铪在其他合金中的应用
1.4.3 铪在铜合金中应用的研究现状
1.5 研究目标和内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
第二章 试验材料和研究方法
2.1 合金的成分设计及原材料
2.2 技术路线
2.3 试验仪器及设备
2.4 合金的制备工艺
2.4.1 合金的熔铸
2.4.2 热轧
2.4.3 固溶
2.4.4 冷轧
2.4.5 时效
2.5 性能的测试和组织观察
2.5.1 显微硬度的测试
2.5.2 导电率的测试
2.5.3 抗拉强度、延伸率的测试
2.5.4 金相组织的观察
2.5.5 SEM分析
2.5.6 TEM分析
2.5.7 EDS分析
第三章 微量铪对紫铜性能及组织的影响
3.1 引言
3.2 Cu-Hf合金熔铸及成分的控制
3.3 Hf对合金时效前性能和组织的影响
3.3.1 不同Hf含量对合金铸态性能和组织的影响
3.3.2 Cu-Hf合金热轧后的性能和组织
3.3.3 固溶工艺对导电性能的影响及固溶态的性能、组织
3.3.4 Cu-Hf合金冷轧后性能和组织
3.4 不同Hf含量对合金时效后力学和导电性能的影响
3.5 Cu-Hf合金抗软化性能研究
3.6 Cu-0.9Hf合金时效过程中组织及析出相的变化
3.7 小结
第四章 微量铪对Cu-0.6Cr合金性能及组织的影响
4.1 引言
4.2 Cu-0.6Cr-Hf合金熔铸及成分的控制
4.3 Hf对 Cu-0.6Cr合金时效前组织和性能的影响
4.3.1 Cu-0.6Cr-Hf合金的铸态组织和性能
4.3.2 Cu-0.6Cr-Hf合金的热轧态组织和性能
4.3.3 Cu-0.6Cr-Hf合金的固溶工艺及其组织性能
4.3.4 Cu-0.6Cr-Hf合金的冷轧态组织和性能
4.4 时效工艺对Cu-0.6Cr-Hf合金性能的影响
4.5 Cu-0.6Cr-Hf合金抗软化性能研究
4.6 Cu-0.6Cr-0.9Hf合金时效过程中组织及析出相的变化
4.6.1 Cu-0.6Cr-0.9Hf合金时效过程中组织的演变
4.6.2 Cu-0.6Cr-0.9Hf合金TEM和 EDS分析
4.7 小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微量RE对Cu-Sn合金接触线性能的影响[J]. 徐玉松,旷万洪,陶炳贞. 热加工工艺. 2017(10)
[2]高强高导Cu-Cr-Zr合金的微观组织与性能[J]. 马健凯,王宥宏,杨雨潭,张俊婷,李秋书,郝维新. 材料导报. 2015(22)
[3]铜银合金导线的显微组织与性能[J]. 文姗,常丽丽,尚兴军,李胜利. 中国有色金属学报. 2015(06)
[4]时效态高强高导Cu-Ag-Cr合金的组织与性能[J]. 王松,谢明,王塞北,陈永泰,张吉明,杨有才. 稀有金属. 2014(02)
[5]ECAP及后续退火对Cu-Mg合金组织与性能的影响[J]. 朱承程,马爱斌,江静华,宋丹,李学斌,陈建清. 中国有色金属学报. 2013(05)
[6]金属铪的制备方法研究进展[J]. 柳旭,王力军,陈松,吴延科,王鑫. 稀有金属. 2013(02)
[7]Hf对Ni-Ti-Al合金高温变形行为影响[J]. 宋晓云,李岩,李树索. 稀有金属材料与工程. 2012(10)
[8]铜镁合金接触线低周疲劳分析[J]. 覃作祥,李克欣,陆兴. 大连交通大学学报. 2012(01)
[9]高强高导Cu-Cr-Zr系合金的研究与应用进展[J]. 占国星,李明茂. 有色金属科学与工程. 2012(01)
[10]高速电气化铁道用CuSn合金接触线成形工艺研究[J]. 支海军,徐玉松,陆敏松,郑莉芬. 铸造技术. 2009(12)
硕士论文
[1]Cu5Zr、Cu5Hf和CuZr的结构、力学及电子性质的研究[D]. 伊国辉.燕山大学 2015
[2]高强高导Cu-Cr-In合金的组织与性能研究[D]. 张小平.江西理工大学 2015
本文编号：3674019
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