铝热法制备的Cu-Ti合金组织和性能综合调控

发布时间：2020-12-26 15:45

　　Cu-Ti系合金作为一种能与铜铍合金相媲美的典型时效硬化合金,广泛应用于航天航空、电子仪器、通讯等部门,可以作为高强高导电材料应用于导电弹簧、互联器接插器等弹性元件。对于Cu-Ti合金,大多数的研究集中在Ti含量低于5 wt.%时合金的组织和性能。本文旨在更大成分范围内研究该合金结构和性能的演变规律,首先采用具有环保节能,工艺简单,成本低廉,对于合金元素添加量不受限制等优点的铝热反应法制备了Ti含量分别为1 wt.%、2 wt.%、4.5 wt.%、7 wt.%、10 wt.%和12.5 wt.%的Cu-Ti合金,并分析了Ti含量对铸态合金组织和性能的影响,再通过轧制和固溶时效处理来调控合金综合性能,进而获得强度塑性良好并且具有一定导电性的合金,来实现Cu-Ti合金作为弹性导电元件的应用。实验主要研究结果如下:（1）铸态Cu-Ti系合金组织为尺寸为20⁶0μm的五边形等轴晶,随着Ti含量的增加晶粒尺寸逐渐减小,合金强度和硬度增加,而导电率和延伸率下降。Ti含量为1 wt.%时,Ti元素完全固溶于铜基体,随着Ti含量的增加,点状相逐渐析出,Ti含量为4.5 wt.%... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同合金元素对铜合金电阻率的影响[17]

铝热法制备的Cu-Ti合金组织和性能综合调控8图1.2Cu-Ti化合物晶体结构图[33]根据Cu-Ti二元合金相图，如图1.3（a）所示。Ti原子在铜里的固溶度在室温下仅有0.4wt.%，而随着温度的逐步上升，Ti原子在铜里的固溶度也逐渐上升，在885°C达到最高值，约为6.2wt.%（约8at.%）。Cu-Ti合金主要进行固溶处理，即在高温下进行热处理后通过快速冷却降温，主要方法有水淬、液氮冷却等在短时间内降低合金温度到达室温从而获得过饱和固熔体。因此，Cu-Ti合金是可热处理强化型合金，通过热处理获得过饱和固熔体从而净化基体，从而达到提高合金强度，增强导电率等目的。再进行低温时效过程，使得过饱和固熔体分解，添加的合金元素Ti以沉淀相析出，弥散分布在基体上。由于析出相阻碍了晶界与位错的移动，从而时效后的合金强度得到提高，并且时效后固溶度下降，使得合金导电率大幅度回升。(a)(b)图1.3（a）Cu-Ti合金相图；（b）Cu-Ti合金相图的富铜区域相图[34]图1.3（b）为Cu-Ti合金相图的富铜区域[34]，可以看出，Cu-Ti合金中析出

铝热法制备的Cu-Ti合金组织和性能综合调控8图1.2Cu-Ti化合物晶体结构图[33]根据Cu-Ti二元合金相图，如图1.3（a）所示。Ti原子在铜里的固溶度在室温下仅有0.4wt.%，而随着温度的逐步上升，Ti原子在铜里的固溶度也逐渐上升，在885°C达到最高值，约为6.2wt.%（约8at.%）。Cu-Ti合金主要进行固溶处理，即在高温下进行热处理后通过快速冷却降温，主要方法有水淬、液氮冷却等在短时间内降低合金温度到达室温从而获得过饱和固熔体。因此，Cu-Ti合金是可热处理强化型合金，通过热处理获得过饱和固熔体从而净化基体，从而达到提高合金强度，增强导电率等目的。再进行低温时效过程，使得过饱和固熔体分解，添加的合金元素Ti以沉淀相析出，弥散分布在基体上。由于析出相阻碍了晶界与位错的移动，从而时效后的合金强度得到提高，并且时效后固溶度下降，使得合金导电率大幅度回升。(a)(b)图1.3（a）Cu-Ti合金相图；（b）Cu-Ti合金相图的富铜区域相图[34]图1.3（b）为Cu-Ti合金相图的富铜区域[34]，可以看出，Cu-Ti合金中析出

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
[1]Cu-Ti合金时效初期相变特征及其对性能的影响[D]. 何昆哲.南昌大学 2016
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本文编号：2939994