【摘 要】
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铜铂合金二元相图显示富铜端的Cu-Pt合金在低于645℃以下很宽的温度范围内退火都会生成Cu3Pt有序相。有序相的产生会改变合金的组织结构,进而影响合金的性能,但Cu3Pt有序相的生成对铜铂合金结构和性能的影响及其背后的微观机理至今鲜见报道。因此,本文针对在一定的加工和热处理工艺下Cu3Pt有序相的生成对Cu-35Pt合金结构和性能的影响以及其机理进行研究。此外,高熔点高强度的贵金属Ir与Pt可无
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铜铂合金二元相图显示富铜端的Cu-Pt合金在低于645℃以下很宽的温度范围内退火都会生成Cu3Pt有序相。有序相的产生会改变合金的组织结构,进而影响合金的性能,但Cu3Pt有序相的生成对铜铂合金结构和性能的影响及其背后的微观机理至今鲜见报道。因此,本文针对在一定的加工和热处理工艺下Cu3Pt有序相的生成对Cu-35Pt合金结构和性能的影响以及其机理进行研究。此外,高熔点高强度的贵金属Ir与Pt可无限固溶,Ir在Cu里也具有较高的溶解度。因此,本文进一步研究了Ir的加入对Cu-35Pt合金结构和性能的影响。本文设计了Cu-35Pt、Cu-35Pt-5Ir和Cu-35Pt-10Ir三种成分的合金。通过高真空电弧熔炼和感应熔炼以及轧制及拉拔进行制备,之后通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、光学显微镜和显微硬度、拉伸性能、导电性能等研究了不同机械热处理工艺对Cu-35Pt-（5Ir、10Ir）合金组织结构和性能的影响。研究取得如下结果:（1）Cu-35Pt-（5Ir、10Ir）合金固溶强化、加工硬化显著,固溶合金显微硬度分别达到108.6HV、182.2HV和207.4HV;淬火合金轧制90%变形后显微硬度分别达到247HV、270.4HV和288HV;加入Ir后固溶强化效果大幅提升。三种合金都有显著的低温退火时效硬化行为,轧制90%变形的Cu-35Pt-（5Ir、10Ir）三种合金分别在250℃和400℃退火时效处理后显微硬度达到最大值,分别为282HV、318.6HV和331.8HV,与加工态相比,合金显微硬度都获得显著提升。Ir的加入使合金的最佳硬化时效温度由Cu-35Pt合金的250℃提升至Cu-35Pt-5Ir和Cu-35Pt-10Ir合金的400℃。（2）轧制90%变形的加工态Cu-35Pt-（5Ir、10Ir）三种合金低温时效处理后,强韧性同时显著提高。经250℃和400℃时效处理后获得最佳时效强化效果,其抗拉强度分别为683MPa、980MPa、1004MPa,比加工态分别提高了12%、32%和24%,而延伸率是加工态的2～4倍;在500℃时效处理后其强度仍不低于加工态,且延伸率得到进一步大幅提升,Ir的加入显著提高了Cu-35Pt合金的时效强化效果。（3）合金经过200℃～800℃的退火处理后,Cu-35Pt-（5Ir、10Ir）三种成分合金的电导率都显著增加,其中Cu-35Pt、Cu-35Pt-5Ir和Cu-35Pt-10Ir合金分别在250℃和400℃退火处理后强度硬度最高时,其电导率分别为4.0×10~6S/m、4.30×10~6S/m和4.20×10~6S/m。三种合金在500℃退火后电导率都达到最大值,分别为5.40×10~6S/m、4.54×10~6S/m和4.53×10~6S/m。Ir的加入对电导率影响甚微,且在合金获得最高强化效果的时效温度处理后,其电导率反而高于Cu-35Pt合金。（4）Cu-35Pt-（5Ir、10Ir）合金在低温时效过程中,在合金无序的固溶体基体中生成了纳米级的Cu3Pt有序相,弥散分布在合金基体中形成长程有序的超晶格结构。这是合金在低温时效过程中性能得到显著提升的根本原因。综上所述,Cu-35Pt-（5Ir、10Ir）合金具有优异的固溶强化和有序相沉淀强化效果,并且加工态合金经低温时效处理后可获得高强韧性。Cu-35Pt-5Ir、Cu-35Pt-10Ir合金具有更加优异的综合性能,在电接触材料领域具有良好的潜在应用价值。
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