固溶时效与多轴压缩变形对Cu-Cr合金组织及性能的影响

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高强度高导电性的铜合金是一类具有优良综合物理性能和力学性能的功能材料,它广泛应用于电器设备、电力工业、焊接、热交换器等方面。如何使得该类合金同时具有高强度和高导电率是国内外一直以来竞相研究的热点。要满足上述的性能,铜合金设计首先需面对的一个问题是如何有效的协调其强度和电导率之间存在的矛盾。本文主要研究了四种不同Cr含量的Cu-Cr-(Si)合金,利用OM、SEM、TEM观察分析了合金的组织及析出相,测试了不同状态合金的硬度及电导率。对真空感应熔炼制备的合金分别采用了直接固溶和冷变形后固溶处理的工艺,研究和分析了合金经不同压缩变形道次变形后合金的组织及性能变化、以及时效处理对不同压缩变形道次合金性能的影响,分析了冷变形及时效处理对合金性能的影响,优化出了在保持高强度同时有较高导电性的Cu-Cr处理工艺,明显改善了合金的性能。主要取得了以下成果:对于固溶后的Cu-Cr合金,随着压缩变形量增加,合金的硬度逐渐增加,而电导率在变形量达到一定量时会出现下降。合金成分不同,缺陷形式及密度不同,因此时效时析出相的密度和尺寸不同,这影响压缩变形后再时效合金的硬度和电导率。合金成分、压缩变形量及时效工艺的合理选择可以得到高强度高导电性的Cu-Cr合金。Si的添加能有效地细化铸造Cu-Cr合金中的树枝晶,在固溶时容易消除偏析;同时,通过固溶前的冷变形处理也可以使固溶量增加,消除枝晶偏析。Cu-Cr合金固溶时效处理后,第二相析出,溶解度降低,合金的硬度和电导率随着时效时间增加而增加。
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