稀土La微合金化铜管材组织性能研究

发布时间：2017-07-17 13:31

  本文关键词：稀土La微合金化铜管材组织性能研究

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【摘要】：利用微合金化技术原理,将微量稀土La添加到纯铜中,研究了不同含量稀土La添加对铸态纯铜组织、力学性能的影响,并选出综合性能最佳的含量。探究了稀土La添加对铸态纯铜热加工性能的影响,并对TP2、TU以及加稀土铜铸坯在室温低速率动态压缩条件下的成形性能进行了比较。在工业生产中制备出相关含量的微合金化TP2铜管材,并对其相关性能进行了分析测试。对铸态纯铜的分析表明,稀土La添加可以显著净化细化纯铜的组织,降低杂质元素的含量,随着稀土含量的增加,铸态微合金化纯铜逐渐由粗大的柱状晶组织转化为细小的等轴晶组织,其抗拉强度与显微硬度也逐渐升高,但延伸率呈先升高后下降的趋势。通过能谱分析测试发现,稀土相在纯铜中以Cu6La第二相的形式存在。对TU纯铜铸坯、0.089wt.%La铜铸坯的热加工性能进行了分析测试,组织及热力学性能的分析表明,该含量稀土La添加形成的第二相粒子Cu6La增加了金属在热变形加工中的加工硬化,同时抑制变形过程中动态再结晶的发生。随着变形程度的继续增加,Cu6La粒子进一步抑制动态再结晶晶粒长大,提高了材料的热加工性能。对TP2、TU以及0.089wt.%La铜铸坯在室温低速率动态压缩条件下的成形性能进行了研究。发现TP2和TU试样在50%压下量条件下,试样中心区域产生与压缩方向呈45°的绝热剪切带,其数量及规模在70%压下量时大量增加,而加稀土试样没有或很少产生该现象。对Cu6La第二相粒子在压缩前后的组织形态进行了背散射扫描观察,确定了其不可变形粒子的特性。显微硬度分析结果表明,随着应变量的增加,TP2及TU试样的显微硬度较铸态组织有非常明显的提升,而稀土试样则变化并不明显。以Cu-La中间合金的方式将微量稀土La添加到空调用TP2铜管中,对稀土La含量为0ppm、200ppm的铜管铸坯和成品光管的成分及组织性能进行了分析。测试结果表明,稀土La添加能有效地去除铜管中的杂质元素,与未加入稀土的TP2铜管相比,稀土La微合金化铜管材无论是铸坯还是成品管的晶粒尺寸都更为细小;成品铜管抗拉强度达到255Mpa,提高4.5%,延伸率达到55%,提高10%;对La微合金化TP2成品管的导电性能进行测试,其导电率达到84.69%ICAS,提高5.07%。
【关键词】：稀土La微合金化 第二相粒子 室温压缩 成形性能 ACR铜管
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.11
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 铜及铜合金概述13
• 1.2 稀土及稀土La13-15
• 1.3 微合金化技术概述15-16
• 1.4 稀土微合金化技术应用现状16-19
• 1.4.1 稀土微合金化技术在多种材料中的应用16-17
• 1.4.2 稀土微合金化技术在铜合金中的应用17-18
• 1.4.3 稀土微合金化技术在纯铜中的应用18-19
• 1.5 研究背景及意义19-20
• 1.5.1 研究背景19
• 1.5.2 研究意义19-20
• 1.6 研究内容与技术路线20-22
• 第二章 稀土La微合金化对铸态纯铜性能的影响22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 实验材料及设备22-26
• 2.2.1 实验材料22-23
• 2.2.2 熔炼23-24
• 2.2.3 成分检测24-25
• 2.2.4 组织形貌观测25-26
• 2.2.5 力学性能测试26
• 2.3 成分分析26-27
• 2.4 组织形貌分析27-32
• 2.4.1 金相观测（OM）27-29
• 2.4.2 扫描电子显微镜观测（SEM）29-32
• 2.5 力学性能分析32-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 稀土La添加对铸态纯铜热加工性能的影响35-44
• 3.1 引言35
• 3.2 实验材料及设备35-36
• 3.3 实验方案36-37
• 3.4 热力学性能分析37-40
• 3.4.1 温度的影响37-38
• 3.4.2 应变速率的影响38-39
• 3.4.3 材料的对比39-40
• 3.5 组织分析40-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 稀土La添加对铸态纯铜室温成形性能的影响44-57
• 4.1 引言44
• 4.2 实验材料及方法44-46
• 4.2.1 实验材料44-45
• 4.2.2 实验方法及设备45-46
• 4.3 压缩力学性能46-49
• 4.4 组织分析49-52
• 4.4.1 铸态组织49-50
• 4.4.2 压缩组织50-52
• 4.5 显微硬度测试52-53
• 4.6 分析讨论53-56
• 4.6.1 绝热剪切带产生原因分析53-54
• 4.6.2 绝热剪切带对流变应力的影响54-55
• 4.6.3 稀土添加对材料变形的影响55-56
• 4.7 本章小结56-57
• 第五章 稀土La微合金化对TP2铜管性能的影响57-63
• 5.1 引言57-58
• 5.2 实验材料及方法58-59
• 5.2.1 实验材料58
• 5.2.2 现场实验方案58-59
• 5.3 实验结果与分析59-62
• 5.3.1 成分分析59
• 5.3.2 稀土La添加对组织的影响59-61
• 5.3.3 稀土La添加对力学及导电性能的影响61-62
• 5.4 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果72-73
• 致谢73-74

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本文编号：553848