论文部分内容阅读
本文在传统点焊电极用Cu-Cr-Zr合金的基础上,添加Fe、P元素,通过多元复合强化方法提高电极用铜合金的综合性能。实验设计了Cu-0.6Cr-0.15Zr、Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.5Fe、Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.5Fe-0.06P、Cu-0.6Cr-0.15Zr-0.12Fe-0.06P四种不同成分合金。研究Cu-Cr-Zr-Fe-P合金在不同热处理工艺下组织与性能的变化,主要结果如下:(1)铸态下,在Cu-0.6Cr-0.15Zr合金中添加Fe,合金硬度有所上升,导电率有所下降。Fe元素的添加可以细化Cu-0.6Cr-0.15Zr合金的晶粒,添加2.5wt%Fe使Cu-0.6Cr-0.15Zr合金基体组织由柱状晶转变为等轴晶。添加0.06wt%P对合金组织与性能影响不大。(2)研究不同固溶温度对Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.5Fe-0.06P合金组织与性能的影响发现,固溶温度在900℃~980℃时,合金导电率随固溶温度上升而下降,硬度随固溶温度上升而上升。980℃固溶2h,导电率和硬度分别为26%IACS和93.44HV。不同成分合金980℃固溶2h的性能与铸态相比,导电率均有所下降,Cu-0.6Cr-0.15Zr和Cu-0.6Cr-0.15Zr-0.12Fe-0.06P合金硬度有所下降,而Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.5Fe和Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.5Fe-0.06P合金,因过剩相溶解造成的固溶强化超过了过剩相溶解导致的软化,硬度相比铸态有所上升。(3)研究不同成分合金980℃固溶2h后不同时效时间与时效温度下的组织与性能发现,添加0.12wt%Fe的Cu-0.6Cr-0.15Zr-0.12Fe-0.06P合金,时效析出相主要成分是是以Cr为主的(CrZrFeP)化合物和(CrZrP)化合物,在500℃X3h的较佳时效工艺下,硬度值可达154.76HV,导电率可达76.2%IACS,软化温度在603℃左右,与较佳时效工艺下的Cu-0.6Cr-0.15Zr合金性能相比,硬度和软化温度有所上升,导电率有所下降。添加2.5wt%Fe的Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.5Fe-0.06P合金,时效态存在较多粗大的析出相,其成分主要是以Fe为主的(CrFe)化合物和(CrZrFe P)化合物,以及百分含量相近的(CrFeP)化合物,其时效强化效果不佳,较佳时效工艺下的导电率和硬度均低于Cu-0.6Cr-0.15Zr合金。添加0.06wt%P对合金时效性能影响不大。不同成分合金在不同时效工艺下的整体变化规律为:随时效时间的延长,析出相增多、长大,导电率逐渐上升,最终趋于平稳,硬度先上升,达到硬化峰值后下降。时效温度升高,析出相快速析出、长大、粗化,导电率快速上升,到达硬化峰值所需时间变短。(4)对比Cu-0.6Cr-0.15Zr-2.5Fe-0.06P合金铸态+时效与980℃X2h固溶+时效处理工艺下的组织和性能发现,该合金经固溶+时效处理后析出相分布更均匀,硬度更高,但两者导电率相差不大。