随着我国汽轮发电机组的不断成熟与发展,对用于生产汽轮发电机转子的材料提出了更高的要求,Cu-Ni-Be-Zr槽楔铜合金是生产制造汽轮发电机的主要结构材料之一,在汽轮发电机组的发展中具有十分重要的作用。镇江四洋特种金属材料公司为我国汽轮发电机组用槽楔铜合金的主要生产基地,近期,在研究开发Cu-Ni-Be-Zr槽楔铜合金的过程中,经超声波探伤,90%的槽楔铜合金坯料不能满足超声波探伤要求,严重阻碍了Cu-Ni-Be-Zr槽楔铜合金的生产制造和汽轮发电机组的发展。本文通过对Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金的失效原因进行全面研究分析,探究合金超声波探伤不合格、材料未用就失效的原因。从合金熔炼铸造工艺、浇注系统设计；压力加工工艺；材料的固溶、时效、冷变形等工艺设计分类与综合研究；弄清上述工艺过程对材料的组织与性能的影响,制定合理的加工工艺,全面控制Cu-Ni-Be-Zr槽楔铜合金的生产与加工过程,全面提高槽楔铜合金综合使用性能及超声波探伤的合格率。从动力学角度研究了Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金的相变过程,理论与实践相结合,优化了合金的热处理工艺。(1)超声波探伤不合格波形主要分为三种情况,一是一次底波和二次底波相差较大,超声波衰减严重,二是出现林状回波,三是出现无底波现象。经过现场的观察分析,发现合金的浇注系统存在严重的缺陷。首先将冒口的高度降低,接着将浇注方式由顶注改为底注；在锻造时为了均匀合金的化学成分,在锻造前适当延长保温时间,增加锻造时的热变形量；又对合金增加10-15%的冷变形处理。经过全面的分析和改善,Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金的超声波探伤合格率达到90%以上,大大提高了生产效率,为企业节约了成本,使Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金的工业应用恢复正常。(2)通过对Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金的相变动力学研究,研究发现：Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金时效过程中导电率的变化可以准确的反映出新相的转变速率,试验测得导电率与新相体积分数与时间的变化趋势一致。Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金的等温转变曲线符合“C”曲线的特征,从“C”曲线可以看到Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金在490℃时效时转变速率最快,最先到达时效终止时间。在490℃时效时描绘相变动力学“S”曲线的经验方程为f=1-exp(-0.615t0.279),反应导电率随时间变化的方程为σ=36.3+29.76[1-exp(-0.617t0.294)]。(3)经过试验测得对Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金进行930℃×1.5h固溶+30%冷变形+490℃×2.5h时效处理可以获得最佳的综合性能。合金的硬度达到HB271,导电率达到67.6%IACS。Cu-Ni-Be-Zr槽楔合金相变过程中的析出相以细小弥散的第二相粒子形式析出,析出相包括Be21Ni5等,通过控制时效析出的温度和时间可以有效控制合金的相变过程，从而得到最佳状态的时效强化型合金。试验中合金的时效处理过程得到的最佳参数与相变动力学理论研究得到的数据相一致，确保了试验数据的正确性。（4）对比Cu-Ni-Be、Cu-Ni-Be-Zr和Cu-Ni-Be-Cr三种合金在锻造后和不同热处理工艺条件下的组织与性能，研究发现，低含量的合金元素Zr和Cr，在固溶处理时可以完全固溶，产生固溶强化作用，同时由于Zr和Cr起到细化晶粒的作用，根据细晶强化理论，Cu-Ni-Be-Zr和Cu-Ni-Be-Cr合金相比Cu-Ni-Be合金的强度和硬度都将提升，但导电率也极大地降低，Cu-Ni-Be-Cr合金的导电率下降较大。在时效后合金的硬度和导电率都得到回升，Cu-Ni-Be-Zr和Cu-Ni-Be-Cr合金相对Cu-Ni-Be合金既保持较高的强度，同时导电率也得到提升。