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铜和铜合金经过热处理后具有较高的强度、电导率及耐高温低周期疲劳等特性,在航空航天领域具有广泛应用。随着航天事业的发展,火箭发动机内衬材料所需更高的高温、高压、耐高温低周期疲劳损伤等特性,现役的Cu Zr合金已不能满足后续航天事业的要求,研发新的火箭发动机内衬材料具有十分重要的意义。相比于Cu Zr合金,Cu Ag Zr合金具有更好的高温力学性能,在航空航天领域是一种极具应用价值的材料,Cu Ag Zr合金的热处理工艺与合金的组织结构及力学性能关系密切。本文通过XRD、DTA、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、室温拉伸试验、硬度测试等手段,系统的研究Cu Ag Zr合金不同热处理工艺制度、时效析出行为及力学性能。研究发现,热挤压态Cu Ag Zr合金有α-Cu基体和β-Ag与m相形成的共晶第二相,第二相呈带状沿着晶界不连续分布,并具有一定的方向性。随着固溶温度升高、保温时间延长,第二相由带状变为网状,球状,溶入基体中。同时,合金晶粒尺寸逐渐长大。Cu Ag Zr合金最佳固溶温度为940℃,固溶时间为10h。当固溶温度为960℃时,合金过烧。透射电镜观察发现,纳米Ag析出相形核长大变化规律如下:时效初期,球状纳米Ag析出相优先于位错上非均匀形核;随着时效时间的延长或时效温度的升高,球状纳米Ag析出相数量逐渐增多并长大;当球状纳米Ag析出相长大到一定尺寸,球状纳米Ag析出相在{100}面沿着<011>或<011?>延长成为杆状;当长度到一定程度,在过饱和的Cu基体无位错区中,新的纳米Ag析出相与拉长的纳米Ag析出相形核,并沿着相同的<011>或<011?>方向继续生长。时效时间的继续延长或时效温度的继续升高,纳米Ag析出相进入粗化阶段。TEM观察表明,时效过程存在不同时效析出相。在相同保温时间下脱溶序列为:球状纳米Ag析出相→杆状纳米Ag析出相→盘状纳米Cu Zr析出相→粒状富Zr析出相。在相同时效温度下脱溶序列为:球状纳米Ag析出相→杆状纳米Ag析出相→盘状富Zr析出相。硬度测试及室温拉伸试验研究表明,Cu Ag Zr合金强度随着固溶温度的升高,保温时间的延长而逐渐上升,当温度超过过烧温度,合金强度塑性急剧下降,不同固溶工艺下,合金都具有较高的延伸率。Cu Ag Zr合金在时效过程中,350℃时效,随着时效时间的延长,屈服强度、抗拉强度和硬度均呈现单调上升趋势;当温度超过400℃,随着时效时间的延长,合金屈服强度、抗拉强度和硬度先升高后降低,延伸率单调下降。在相同时效时间下,强度和硬度都随着时效温度的升高呈现先升高后降低趋势。随着时效温度的升高,时效峰所需时间迅速缩短。当时效温度超过700℃,合金硬度降到未时效以下。