铜合金的强度和导电性是一对相互矛盾的性能。通过变形方式提高铜合金的力学性能,必然会引起晶格畸变、晶粒细化、晶界比例增加,这些因素都会降低铜合金的导电性能。目前科研工作者们致力于研发力学性能符合使用要求,导电性能优良的新型铜合金。稀土可以改良合金的组织和性能,目前已经在铜、镁、钛等有色金属领域开展了大量的应用。一方面,铜合金中加入一定量的稀土可以去除杂质、细化组织、生成硬度较大的金属间化合物粒子,从而提高合金的力学性能；另一方面,稀土具有净化作用,杂质元素含量减少有利于改善合金导电性能。由此可知,研究塑性变形和稀土元素对铜合金组织和性能的影响,可以为新型高强高导电铜合金的研发奠定基础。本文主要是采用微合金化方式,在Cu-0.086%Ag合金中加入稀土铈,并对其进行冷轧变形,配以合适的退火热处理工艺,观察冷轧过程中显微组织、轧制织构、力学性能和导电性能的变化规律,分析铈在合金中的存在形式及其对合金组织和性能的影响。具体研究内容和结论如下：1.对Cu-0.086%Ag合金进行49%、68%、86%变形冷轧,然后进行520℃×90 min的去应力退火处理,运用电子背散射衍射(EBSD)和X射线衍射(XRD)观察了合金显微组织和轧制织构,分析了冷轧和退火工艺对合金组织和性能的影响规律,进而揭示了冷轧过程中Cu-0.086%Ag合金组织和性能的演变规律。结果表明,Cu-0.086%Ag合金经过冷轧处理,晶粒被压扁、拉长,晶粒取向逐渐平行于轧制方向,晶粒尺寸从14.75μmm逐渐减小到3.54μm,合金的抗拉强度增加,塑性下降。当冷轧变形量为86%时,合金的抗拉强度达到最大值,此时抗拉强度和伸长率分别为373.0 MPa和7.6%。冷轧态合金在随后的退火热处理过程中发生了再结晶,长条状晶粒逐渐变成等轴晶。随冷轧变形量增加,合金位错密度增加,形变储能增加,再结晶驱动力增加,再结晶程度升高；但冷轧变形量增加到86%时,组织中位错密度过大,再结晶过程只消耗了部分形变储能,残留的位错以亚晶的形式存在,再结晶比例反而减小。退火热处理后,合金的抗拉强度大幅降低,塑性显著增加,当冷轧变形量为86%时,合金的塑性最好,此时抗拉强度和伸长率分别为197.3 MPa和58.7%。退火态合金发生了再结晶和晶粒长大,同时冷轧有助于消除铸造缺陷,在二者共同作用下合金的导电性能增加。2.在Cu-0.086%Ag合金中分别加入0.05%、0.10%、0.20%和1.00%的稀土铈(Ce),对合金进行显微组织观察和性能测试,研究铈在合金中的分布位置、存在形式及其对力学性能和导电性能的影响,在此基础上得出铈在Cu-0.086%Ag合金中的最佳加入量。结果表明,铈具有净化基体、细化晶粒和合金化作用。随着铈添加量从0.05%增加到1.00%,合金晶粒尺寸减小,柱状晶比例减少,等轴晶比例增加。铜合金中加入适量的稀土铈,可以提高合金的力学性能。铈添加量为0.20%时,合金的综合力学性能最好,此时抗拉强度和伸长率分别为210.5 MPa和47.6%；铈添加量过高时,反应生成的第二相粒子尺寸较大,数量也显著增加,合金的力学性能变差。铜合金中加入适量铈可以提高合金导电性能,铈加入量为0.10%时,合金的电导率达到峰值,为96.0%IACS;铈含量增加到1.00%时,合金的电导率显著降低。铈在铜合金中的分布与铈的加入量有关。铈含量为0.05%时,合金基体和晶界都没有观察到铈；铈含量为0.10%时,首先在合金基体上观察到球状分布的含有铈的颗粒；铈含量增加到0.20%时,含铈颗粒开始在晶界上富集；铈含量高达1.00%时,铈在基体和晶界上均有分布,颗粒形状从球状变成椭圆状和长条状。铈的加入量不同,铈在铜合金中的存在形式也不同。铈含量为0.05%时,铈主要与杂质反应生成化合物,部分残留在基体中；随着铈含量增加,一部分铈与杂质反应生成化合物,余下铈与铜反应生成金属间化合物Cu6Ce;铈含量为1.00%时,反应生成的金属间化合物类型保持不变,但其数量和尺寸明显增加。3.通过对不同铈含量的Cu-0.086%Ag-Ce合金进行49%、68%、86%冷轧,然后进行520℃×90 min去应力退火,用EBSD和XRD对冷轧态和退火态试样进行组织和织构分析,研究Cu-0.086%Ag-Ce合金在冷轧和退火热处理过程中组织和性能的变化规律。结果表明,铈含量由0.05%增加到0.20%,Cu-0.086%Ag-Ce合金轧制组织中晶粒破碎产生的纤维状组织比例增加,晶粒度增加,不同晶粒的塑性变形均匀度增加。铈含量为1.00%时,晶粒全部变成纤维状组织,晶粒尺寸最小,变形的均匀性最好。铈能够抑制Cu-0.086%Ag-Ce合金的再结晶过程。冷轧态铜合金再结晶形核为亚晶形核机制,即通过位错的攀移和滑移,相邻亚晶界合并、消失,变成形核点,晶粒长大方式为晶界迁移。铈与其他元素反应生成大量第二相粒子(铈与硫反应生成Ce2S3,铈与铜反应生成Cu6Ce等),这些粒子能够阻碍位错运动和晶界迁移,从而抑制了再结晶形核和晶粒长大。