Cu-Fe合金液相分離行為及Cu/Fe雙金屬復(fù)合材料研究
發(fā)布時間:2020-12-11 08:01
Cu-Fe合金屬于亞穩(wěn)難混熔合金,其二元平衡相圖的液相線下方存在亞穩(wěn)態(tài)的不混溶間隙區(qū)。在合金凝固過程中,當(dāng)熔體被過冷至該區(qū)域時液相分離便會發(fā)生。國外有通過快速凝固手段研究Cu-Fe合金液相分離現(xiàn)象。但鮮有合金元素對Cu-Fe合金液相分離影響的研究報道。本文前期研究發(fā)現(xiàn),C元素的加入會造成Cu-Fe合金發(fā)生液相分離,由于發(fā)生液相分離對合金的組織和性能具有重大影響,因此,開展C元素對Cu-Fe合金液分離行為及組織與性能影響規(guī)律的研究工作是十分必要的,對Cu-Fe合金的實際生產(chǎn)和新材料的開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義;谇捌谘芯堪l(fā)現(xiàn),本文使用真空熔鑄法制備了不同C含量的Cu-14Fe-xC合金(x=0,0.05,0.2,0.7 wt.%),主要研究了C元素加入后合金顯微組織、顯微硬度及電導(dǎo)率的變化規(guī)律。結(jié)合Cu-Fe二元合金相圖以及Cu-Fe-C三元合金相圖,深入分析了不同C含量下合金的凝固行為,進(jìn)一步揭示了C元素加入后合金的組織演變機(jī)理。最后利用離心鑄造技術(shù)制備了 Cu/Fe雙金屬復(fù)合材料,并對其組織形貌和顯微硬度進(jìn)行了分析。主要研究結(jié)論如下:1.Cu-14Fe合金的凝固方式為正常的液固相變。在...
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1真空中頻感應(yīng)電爐??Fig.?2.1?Vacuum?intermediate?frequency?induction?furnace??
拋光后的試樣表面進(jìn)行腐蝕,腐蝕時間為l〇s,隨后用無水乙醇對腐蝕??后的試樣表面進(jìn)行清洗后風(fēng)干。通過上述5個步驟我們制備出了金相觀察所需??的合金試樣,最終采用OLYMPUS?BX51光學(xué)顯微鏡對其進(jìn)行金相觀察,如圖??2.2(a)所示。??2.3.3?SEM?觀察??掃描電子顯微鏡(Scanning?electron?microscope,?SEM)是通過采集高能入射電??子束轟擊物質(zhì)表面時所產(chǎn)生的二次電子和背散射電子,來獲得物質(zhì)微觀形貌信??息的實驗表征手段。在本次研究中,采用圖2.2(c)中的Quanta?FEG場發(fā)射掃描??電子顯微鏡和Inca?100能譜儀分析合金試樣的微觀組織和溶質(zhì)元素的分布情況,??并利用Nano?Measurer?1.2粒徑分布計算軟件測量第二相的晶粒尺寸。??⑷?霞?(b)?i?'?I?(c)??I?*?■響??,敘:_.職:??圖2.2⑷OLYMPUS?BX51金相顯微鏡;(b)?Xpert型X射線衍射儀;??(c)?Quanta?FEG場發(fā)射掃描電子顯微鏡??Fig.?2.2?(a)?OLYMPUS?BX51?optical?microscope;?(b)?Xpert?X-ray?diffractometer;??(c)?Quanta?FEG?field?emission?scanning?electron?microscope??15??
?第2章Cu-Fe-C合金的制備與表征???2.4性能測試??2.4.1硬度測試??采用HXS-1000型維氏硬度計測定合金試樣的顯微硬度,如圖2.3所示。在??測量過程中,試驗加載力為25?g,保荷吋間為丨5?s。每一組試樣對其進(jìn)行5次硬??度測試,最終的測量結(jié)果為測量五次后去掉最大值及最小值剩余三次結(jié)果的平??均值。??I?..??I*?V?f??,,,,??圖2.3?HXS-1000Z型顯微硬度儀??Fig.?2.3?HXS-1000Z?Microhardness?Tester??2.4.2電導(dǎo)率測試??合金電阻率的測量所選用的設(shè)備為ZY9987型數(shù)字式微歐計,該儀器的測量??精度為丨試樣在測量前用1500目的砂紙進(jìn)行表面打磨處理。每一組試樣??對其進(jìn)行5次電阻的測定,最終的測量結(jié)果為測量五次后去掉最大值及最小值??剩余4次結(jié)果的平均值。合金電阻率p的表達(dá)式如下:??P?=?Y?(2-1)??式(2-丨)屮:/《為電;//為橫截面面積;L為長度。材料的導(dǎo)電率可Wffi%IACS??表,其人小等十國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電阻率(無論體積或質(zhì)量)與相同單位材??料的電肌率之丨'ill的比值再乘以100%。根裾標(biāo)準(zhǔn)純銅電導(dǎo)率為100%IACS時的電??阻率為1.7241^1cm,因此能夠推斷出其它材料電導(dǎo)率的計算公式如下:??^.=?L7241?x?W〇0/〇JACS?(2-2)??p??it(2-2)中:rr為電導(dǎo)率;p為電阻率;單位為#lcm。??16??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高硬導(dǎo)電Cu-Ni-Si合金成分規(guī)律[J]. 李冬梅,姜貝貝,李曉娜,王清,董闖. 金屬學(xué)報. 2019(10)
[2]Solidification of Immiscible Alloys: A Review[J]. Jiu-Zhou Zhao,Tauseef Ahmed,Hong-Xiang Jiang,Jie He,Qian Sun. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2017(01)
[3]形變熱處理對Cu-2.3Fe-0.03P合金組織與性能的研究(英文)[J]. 董琦祎,申鐳諾,汪明樸,賈延琳,李周,曹峰,陳暢. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(05)
[4]高性能銅基合金的研究進(jìn)展[J]. 劉平. 功能材料. 2014(07)
[5]高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 劉瑞蕊,周海濤,周嘯,陸德平,劉克明,彭謙之,彭勇,鐘芳華. 材料導(dǎo)報. 2012(19)
[6]An Investigation on Hall-Petch Relationship in Electrodeposited Nanocrystalline Cu-Ni-P Alloys[J]. Haiqing Sun and Yinong Shi Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, 72 Wenhua Road, Shenyang 110016, China. Journal of Materials Science & Technology. 2009(03)
[7]C194合金熱軋工藝及其對性能影響[J]. 向朝建,郭富安,楊春秀,湯玉瓊,曹興民,慕思國. 稀有金屬材料與工程. 2009(S1)
[8]離心鑄造軋輥用高速鋼的熱處理[J]. 欒義坤,白云龍,宋男男,康秀紅,李殿中. 金屬學(xué)報. 2009(04)
[9]Cu基亞穩(wěn)難混溶合金液-液相變[J]. 何杰,趙九洲,李海權(quán). 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2008(12)
[10]集成電路用銅基引線框架材料的發(fā)展與展望[J]. 李銀華,劉平,田保紅,賈淑果,任鳳章,張毅. 材料導(dǎo)報. 2007(07)
博士論文
[1]多元合金化Cu-Fe原位復(fù)合材料的組織和性能研究[D]. 謝志雄.上海交通大學(xué) 2012
[2]高強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金研究[D]. 陸德平.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]離心鑄造雙金屬復(fù)合管數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化[D]. 張勃.武漢理工大學(xué) 2018
本文編號:2910171
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1真空中頻感應(yīng)電爐??Fig.?2.1?Vacuum?intermediate?frequency?induction?furnace??
拋光后的試樣表面進(jìn)行腐蝕,腐蝕時間為l〇s,隨后用無水乙醇對腐蝕??后的試樣表面進(jìn)行清洗后風(fēng)干。通過上述5個步驟我們制備出了金相觀察所需??的合金試樣,最終采用OLYMPUS?BX51光學(xué)顯微鏡對其進(jìn)行金相觀察,如圖??2.2(a)所示。??2.3.3?SEM?觀察??掃描電子顯微鏡(Scanning?electron?microscope,?SEM)是通過采集高能入射電??子束轟擊物質(zhì)表面時所產(chǎn)生的二次電子和背散射電子,來獲得物質(zhì)微觀形貌信??息的實驗表征手段。在本次研究中,采用圖2.2(c)中的Quanta?FEG場發(fā)射掃描??電子顯微鏡和Inca?100能譜儀分析合金試樣的微觀組織和溶質(zhì)元素的分布情況,??并利用Nano?Measurer?1.2粒徑分布計算軟件測量第二相的晶粒尺寸。??⑷?霞?(b)?i?'?I?(c)??I?*?■響??,敘:_.職:??圖2.2⑷OLYMPUS?BX51金相顯微鏡;(b)?Xpert型X射線衍射儀;??(c)?Quanta?FEG場發(fā)射掃描電子顯微鏡??Fig.?2.2?(a)?OLYMPUS?BX51?optical?microscope;?(b)?Xpert?X-ray?diffractometer;??(c)?Quanta?FEG?field?emission?scanning?electron?microscope??15??
?第2章Cu-Fe-C合金的制備與表征???2.4性能測試??2.4.1硬度測試??采用HXS-1000型維氏硬度計測定合金試樣的顯微硬度,如圖2.3所示。在??測量過程中,試驗加載力為25?g,保荷吋間為丨5?s。每一組試樣對其進(jìn)行5次硬??度測試,最終的測量結(jié)果為測量五次后去掉最大值及最小值剩余三次結(jié)果的平??均值。??I?..??I*?V?f??,,,,??圖2.3?HXS-1000Z型顯微硬度儀??Fig.?2.3?HXS-1000Z?Microhardness?Tester??2.4.2電導(dǎo)率測試??合金電阻率的測量所選用的設(shè)備為ZY9987型數(shù)字式微歐計,該儀器的測量??精度為丨試樣在測量前用1500目的砂紙進(jìn)行表面打磨處理。每一組試樣??對其進(jìn)行5次電阻的測定,最終的測量結(jié)果為測量五次后去掉最大值及最小值??剩余4次結(jié)果的平均值。合金電阻率p的表達(dá)式如下:??P?=?Y?(2-1)??式(2-丨)屮:/《為電;//為橫截面面積;L為長度。材料的導(dǎo)電率可Wffi%IACS??表,其人小等十國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電阻率(無論體積或質(zhì)量)與相同單位材??料的電肌率之丨'ill的比值再乘以100%。根裾標(biāo)準(zhǔn)純銅電導(dǎo)率為100%IACS時的電??阻率為1.7241^1cm,因此能夠推斷出其它材料電導(dǎo)率的計算公式如下:??^.=?L7241?x?W〇0/〇JACS?(2-2)??p??it(2-2)中:rr為電導(dǎo)率;p為電阻率;單位為#lcm。??16??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 劉瑞蕊,周海濤,周嘯,陸德平,劉克明,彭謙之,彭勇,鐘芳華. 材料導(dǎo)報. 2012(19)
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[7]C194合金熱軋工藝及其對性能影響[J]. 向朝建,郭富安,楊春秀,湯玉瓊,曹興民,慕思國. 稀有金屬材料與工程. 2009(S1)
[8]離心鑄造軋輥用高速鋼的熱處理[J]. 欒義坤,白云龍,宋男男,康秀紅,李殿中. 金屬學(xué)報. 2009(04)
[9]Cu基亞穩(wěn)難混溶合金液-液相變[J]. 何杰,趙九洲,李海權(quán). 北京科技大學(xué)學(xué)報. 2008(12)
[10]集成電路用銅基引線框架材料的發(fā)展與展望[J]. 李銀華,劉平,田保紅,賈淑果,任鳳章,張毅. 材料導(dǎo)報. 2007(07)
博士論文
[1]多元合金化Cu-Fe原位復(fù)合材料的組織和性能研究[D]. 謝志雄.上海交通大學(xué) 2012
[2]高強(qiáng)高導(dǎo)電銅合金研究[D]. 陸德平.上海交通大學(xué) 2007
碩士論文
[1]離心鑄造雙金屬復(fù)合管數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化[D]. 張勃.武漢理工大學(xué) 2018
本文編號:2910171
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