论文部分内容阅读
高强高导(HSHC)铜合金以其独特的物理与力学性能而在电工电子、机械制造、交通运输等行业得到广泛应用,随着这些行业的快速发展,对此类材料的性能提出了越来越高的要求,如何在不严重降低导电性的同时获得高的强度成为众多学者研究的热点之一。本文通过合金化原理,设计并制备出新型Cu-B-Zr、Cu-B-Zr-Te合金,并对其时效、时效动力学、时效析出及回复再结晶等行为进行了研究,结果表明：Cu-0.065B-0.5Zr合金经时效处理后可获得综合性能优良的HSHC铜合金,其拉伸强度/电导率分别为532.1MPa/79.15%IACS,高合金含量的Cu-0.13B-1.0Zr合金经初次时效后其强度/电导率分别为603MPa/66.2%IACS。其强度的提升主要是由重度冷轧(CR)变形后位错缠结与累积及析出粒子对位错的钉扎作用强化的。对Cu-0.065B-0.5Zr和Cu-0.13B-1.0Zr合金的时效动力学研究表明,析出相随时间的变化规律很好的符合Avrami方程,其时效硬化指数n随温度升高均为先增大后降低,且分别在360℃、390℃下获得最大值,这与实验结果完全相符；绘得等温时效转变“TTT”曲线,为理论分析及实际应用提供工艺参考。在预时效及其动力学分析的基础上,对Cu-B-Zr合金二次变形及时效进行了研究,结果显示,Cu-0.065B-0.5Zr合金经470℃x2h+20%CR+360℃×2h时效处理,其强度/电导率性能分别可达575.41MPa/79.37%IACS。对Cu-0.13B-1.0Zr进行390℃×2h+40%CR处理其强度便可提升13.4%至684MPa,而其电导率仅有小幅度降低,为62.5%IACS。Cu-0.015B-0.14Zr-0.25Te合金经时效后保持良好的导电性能,其强度对时效温度非常敏感,仅在330～360℃内表现出较强的时效强化效果,这是由于在中低温下纵截面组织保持良好的纤维状基体,使其强度有所提升,而在高温下很快便在纤维密集处形核,通过晶界迁移与合并而发生再结晶,使其强度明显降低。经二次变形后该合金亦能够获得良好的综合性能,分别为507MPa/87.73%IACS。通过TEM对Cu-0.065B-0.5Zr合金析出行为研究表明,合金的析出存在晶内连续析出、亚晶界处不连续析出两种方式,且连续析出在整个时效过程中占主导地位；在470℃下时效时,随时间延长不连续析出所产生的层片状结构逐渐粗化进而转化为球状,而连续析出球状析出物体积分数逐渐增大,使其强度明显提升；二次冷变形可抑制不连续析出的进行,而促进连续析出过程,使得材料的强度有了显著提升。