Ag含量对竖引连铸Cu-Ag合金组织和性能影响
发布时间：2021-10-09 03:29
采用冷型三室真空竖引连铸的方法制备了含Ag量分别为1、2、4和20 mass%的Cu-Ag合金。利用光学显微镜、扫描电镜、金属导体电阻率仪和电子拉伸试验机等研究了Ag含量对Cu-Ag合金铸态杆坯组织和性能的影响。结果表明:冷型竖引连铸工艺制备的Cu-Ag合金杆坯具有近似平行于轴向的柱状晶显微组织结构。Ag含量对Cu-Ag合金显微组织和性能具有显著影响。Cu-Ag合金铸态杆坯的显微组织主要由α-Cu基体和Ag粒子组成,Ag颗粒在Cu基体中分布均匀。Cu-1Ag合金的铸态组织基本由初生α相构成,未见明显的共晶组织。Cu-2Ag合金的显微组织主要由枝晶组成,小共晶团均匀的分散在枝晶臂间。Cu-4Ag合金的显微组织开始显示出扩展的分枝。Cu-20Ag合金的显微组织中出现围绕树突的连续网状结构。合金的抗拉强度随Ag含量增高逐渐升高,合金的导电率随Ag含量增高逐渐降低,Cu-20Ag合金的强度和导电率分别为284 MPa和79.7%IACS。
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(10)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
冷型竖引连铸过程示意图
在凝固过程中,晶体生长是一个液相和固相的相变过程。高合金含量的 Cu-Ag 合金凝固区间较宽,固-液过渡区大,热型连铸难以控制固液界面的位置和形状[11-12]。采用冷型三室真空竖引连铸工艺制备的 Cu-Ag 合金杆坯,由于提高了凝固前沿轴向的过冷度,增大了结晶生长和熔体凝结形成所需的驱动力,导致其固液界面呈现出典型的凹形(由中心向固相凸出)。这种特殊的浅凹形固-液界面不仅有利于 Cu-Ag 合金杆坯成形[13-14],而且促进 Cu-Ag 合金杆坯呈明显的单晶组织演化。图3 Cu-Ag 合金铸态杆坯径向截面的显微组织
图2 Cu-Ag合金铸态杆坯轴向截面的显微组织图3为不同Ag含量条件下合金杆坯的径向截面组织照片。从图3(a)中可以看出,Cu-1Ag合金的铸态组织基本由初生α相构成,未见明显的共晶或微共晶组织。由图3(b)～3(d)可以看出,含银量大于2%时Cu-Ag合金铸态杆坯的显微组织均由先共晶树枝晶和共晶群体组成,且共晶组织的比例随Ag含量的增加而增加。Cu-2Ag合金的显微组织主要由枝晶组成,小共晶团均匀的分散在枝晶臂间。Cu-4Ag合金的显微组织开始显示出扩展的分枝。Cu-20Ag合金的显微组织中出现围绕树突的连续网状结构。Cu-2Ag合金和Cu-4Ag合金铸态杆坯的枝晶臂间距变化不大,而Cu-20Ag合金的枝晶臂的平均间距略有降低,这是因为在高银合金凝固的过程中,液固界面前可能存在一个扩展的组织过冷层,这将导致更多的二次枝晶或较小的初生枝晶臂间距[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]时效时间对Cu-3.5Ag合金性能及其纳米析出相特征的影响[J]. 郭保江,周延军,张彦敏,孔令宝,康军伟,宋克兴,曹军,周志云. 材料热处理学报. 2020(06)
[2]高强导电铜合金的成分设计、相变与制备[J]. 李周,肖柱,姜雁斌,雷前,谢建新. 中国有色金属学报. 2019(09)
[3]金属材料凝固过程研究现状与未来展望[J]. 翟薇,常健,耿德路,魏炳波. 中国有色金属学报. 2019(09)
[4]Cu-4.0Ag合金微细线制备工艺及性能研究[J]. 朱利媛,李雷,冀国良,李强,封博文,刘光林. 特种铸造及有色合金. 2017(12)
[5]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)
[6]微流控芯片的键合技术[J]. 韩建华,胡明军,李少华,张建平,鲁闻生. 半导体技术. 2014(07)
[7]水平热型连铸定向凝固设备研究[J]. 王彦红,肖来荣,胡炜,曾德露,宋宇峰,刘峤. 特种铸造及有色合金. 2014(05)
[8]拉拔变形对不同直径纯铜线材组织性能的影响[J]. 王露娟,宋克兴,王青,高安江,张彦敏. 河南科技大学学报(自然科学版). 2013(03)
[9]高强高导铜合金的研究现状及发展趋势[J]. 刘瑞蕊,周海涛,周啸,陆德平,刘克明,彭谦之,彭勇,钟芳华. 材料导报. 2012(19)
[10]热型连铸单晶铜的性能[J]. 丁雨田,许广济,郭法文,寇生中,兰晔峰,丁宗富,刘广林,封存利,杨新山. 中国有色金属学报. 2003(05)
本文编号：3425545
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(10)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
冷型竖引连铸过程示意图
在凝固过程中,晶体生长是一个液相和固相的相变过程。高合金含量的 Cu-Ag 合金凝固区间较宽,固-液过渡区大,热型连铸难以控制固液界面的位置和形状[11-12]。采用冷型三室真空竖引连铸工艺制备的 Cu-Ag 合金杆坯,由于提高了凝固前沿轴向的过冷度,增大了结晶生长和熔体凝结形成所需的驱动力,导致其固液界面呈现出典型的凹形(由中心向固相凸出)。这种特殊的浅凹形固-液界面不仅有利于 Cu-Ag 合金杆坯成形[13-14],而且促进 Cu-Ag 合金杆坯呈明显的单晶组织演化。图3 Cu-Ag 合金铸态杆坯径向截面的显微组织
图2 Cu-Ag合金铸态杆坯轴向截面的显微组织图3为不同Ag含量条件下合金杆坯的径向截面组织照片。从图3(a)中可以看出,Cu-1Ag合金的铸态组织基本由初生α相构成,未见明显的共晶或微共晶组织。由图3(b)～3(d)可以看出,含银量大于2%时Cu-Ag合金铸态杆坯的显微组织均由先共晶树枝晶和共晶群体组成,且共晶组织的比例随Ag含量的增加而增加。Cu-2Ag合金的显微组织主要由枝晶组成,小共晶团均匀的分散在枝晶臂间。Cu-4Ag合金的显微组织开始显示出扩展的分枝。Cu-20Ag合金的显微组织中出现围绕树突的连续网状结构。Cu-2Ag合金和Cu-4Ag合金铸态杆坯的枝晶臂间距变化不大,而Cu-20Ag合金的枝晶臂的平均间距略有降低,这是因为在高银合金凝固的过程中,液固界面前可能存在一个扩展的组织过冷层,这将导致更多的二次枝晶或较小的初生枝晶臂间距[3]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]时效时间对Cu-3.5Ag合金性能及其纳米析出相特征的影响[J]. 郭保江,周延军,张彦敏,孔令宝,康军伟,宋克兴,曹军,周志云. 材料热处理学报. 2020(06)
[2]高强导电铜合金的成分设计、相变与制备[J]. 李周,肖柱,姜雁斌,雷前,谢建新. 中国有色金属学报. 2019(09)
[3]金属材料凝固过程研究现状与未来展望[J]. 翟薇,常健,耿德路,魏炳波. 中国有色金属学报. 2019(09)
[4]Cu-4.0Ag合金微细线制备工艺及性能研究[J]. 朱利媛,李雷,冀国良,李强,封博文,刘光林. 特种铸造及有色合金. 2017(12)
[5]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)
[6]微流控芯片的键合技术[J]. 韩建华,胡明军,李少华,张建平,鲁闻生. 半导体技术. 2014(07)
[7]水平热型连铸定向凝固设备研究[J]. 王彦红,肖来荣,胡炜,曾德露,宋宇峰,刘峤. 特种铸造及有色合金. 2014(05)
[8]拉拔变形对不同直径纯铜线材组织性能的影响[J]. 王露娟,宋克兴,王青,高安江,张彦敏. 河南科技大学学报(自然科学版). 2013(03)
[9]高强高导铜合金的研究现状及发展趋势[J]. 刘瑞蕊,周海涛,周啸,陆德平,刘克明,彭谦之,彭勇,钟芳华. 材料导报. 2012(19)
[10]热型连铸单晶铜的性能[J]. 丁雨田,许广济,郭法文,寇生中,兰晔峰,丁宗富,刘广林,封存利,杨新山. 中国有色金属学报. 2003(05)
本文编号：3425545
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3425545.html
