论文部分内容阅读
微量元素合金化被作为制备CuCr系合金常用技术手段,使CuCr系列合金在高导电基础上获得高强度、抗高温软化等性能。本文通过“铸造→热轧→固溶→时效”及“铸造→热轧→固溶→冷轧→时效”工艺流程制备Cu-Cr-Fe、Cu-Cr-Mg和Cu-Cr-FeMg三种合金,通过表征合金在铸态、热轧态、冷轧态、固溶态、时效态及时效后高温软化的硬度、导电性能和微观组织结构的演变,研究分析了加工及热处理过程中Fe、Mg元素的添加对Cu-Cr合金组织性能的影响,并分别探究了Cu-Cr-Fe、Cu-Cr-Fe-Mg合金时效处理后的高温软化机制。研究结果如下:“铸造→热轧→固溶→时效”工艺,Fe元素的添加具有细化铸态合金晶粒及第二相枝晶的作用,Mg元素则可以起到抑制基体晶粒再结晶的作用。在450℃和500℃时效温度下,三种合金均表现出显著的时效硬化效果,其中450℃时效时,含Mg合金峰时效硬度高于Cu-Cr-Fe合金;500℃时效时,Cu-Cr-Fe合金峰时效硬度高于含Mg合金,但含Mg合金电导率均可以达到80%IACS以上,此外,从峰时效态及过时效态Cu-Cr-Fe-Mg合金的APT分析表明,其纳米析出相的主要组成为Cr元素,Fe元素在析出相心部偏聚,Mg元素在析出相与基体的界面处偏聚,Mg元素的这种分布特征能抑制析出相结构转变,使得含Mg合金具有良好抗过时效能力。“铸造→热轧→固溶→冷轧→时效”工艺,随着变形量及时效时间的增加,含Mg合金性能显著优于Cu-Cr-Fe合金,其中Cu-Cr-Fe-Mg合金在500℃时效1h后,合金硬度和电导率分别达到164 HV0.5及77%IACS;通过Cu-Cr-Fe-Mg合金时效后的组织观察发现,基体中大量细小的Cr析出相颗粒对合金中位错的钉扎作用使含Mg合金具有更高时效强化性能。两种工艺处理Cu-Cr-Fe和Cu-Cr-Fe-Mg合金的高温软化机制研究中发现,铸造→热轧→固溶→时效态的两种合金在高温试验中的软化主要归因于析出Cr相的粗化;铸造→热轧→固溶→冷轧→时效态的Cu-Cr-Fe-Mg合金在高温试验中的软化主要归因于再结晶程度的增加和位错密度下降,而Cu-Cr-Fe合金在高温试验中的软化主要归因于析出Cr相的粗化、再结晶程度的增加和位错密度下降。