时效及塑性变形对Cu-Cr-Zr合金组织性能的影响

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采用真空熔炼法制备Cu-0.85Cr-0.1Zr、Cu-0.85Cr-0.1Zr-0.1Ag两种合金坯料,利用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析仪、透射电子显微电镜、电阻测试仪、万能实验机和显微硬度计等分析手段,研究添加微量Ag、不同的时效时间、塑性变形处理工艺对Cu-Cr-Zr系合金组织性能的影响。对Cu-0.85Cr-0.1Zr、Cu-0.85Cr-0.1Zr-0.1Ag两种合金,采用热挤压—960℃/1h固溶、水淬—450℃/0.5~2h时效—冷拉拔等工艺处理后,结果发现:在时效时间为90min,形变量为75%时,Cu-0.85Cr-0.1Zr合金的电导率为50%IACS,抗拉强度为510MPa。而Cu-0.85Cr-0.1Zr-0.1Ag合金,在时效时间为75min,形变量为75%时,其电导率为81.15%IACS,抗拉强度为466MPa。可见添加微量Ag提高了Cu-Cr-Zr系合金的综合性能。研究了Cu-0.85Cr-0.1Zr、Cu-0.85Cr-0.1Zr-0.1Ag两种合金的时效分解和第二相的析出过程。根据相变动力学Avrami经验方程,得到了两种合金时效分解的相变动力学方程及相应的电导率方程。通过对Cu-0.85Cr-0.1Zr、Cu-0.85Cr-0.1Zr-0.1Ag两种合金的固溶强化、沉淀强化、加工硬化等强化方式的研究,发现冷塑性变形引起的加工硬化是提高合金力学性能的主要方法,其强化相是富Cr相。观察与表征富Cr析出相的形貌特征及分布规律,并对其不同处理态下的变化规律进行了总结,结果发现:随着时效时间的延长,富Cr析出相不断析出,并在2h后有粗化趋势;随着形变量的加大,富Cr析出相在垂直加工方向上破碎呈颗粒状,在加工方向上呈纤维状。
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