本文關(guān)鍵詞： Cu-Cr-Zr系銅合金 時(shí)效處理 微合金化 析出相 TTT曲線　出處：《南京理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展,Cu-Cr-Zr合金因其具有高的強(qiáng)度與良好的導(dǎo)電率,得到了廣泛的關(guān)注。然而,關(guān)于Cu-Cr-Zr系合金時(shí)效行為、析出相的種類、大小分布等問題仍存在著分歧。本文研究了 Cu-Cr-Zr高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的單級(jí)時(shí)效、雙級(jí)時(shí)效、深冷處理+時(shí)效等熱處理工藝,并進(jìn)一步研究了 Mg、Si微合金化對(duì)該合金各種時(shí)效熱處理工藝的影響,基于電導(dǎo)率建立了 Cu-Cr-Zr系高強(qiáng)高導(dǎo)合金的時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程,分析了 Mg、Si微合金化的作用機(jī)制,以及深冷預(yù)處理對(duì)等溫時(shí)效動(dòng)力學(xué)影響,研究結(jié)果表明:(1)Mg、Si元素能夠提高Cu-Cr-Zr系高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的強(qiáng)度和導(dǎo)電率。基于正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Cu-Cr-Zr合金的最佳時(shí)效工藝為410℃時(shí)效8h。此時(shí),合金的強(qiáng)度為570MPa,導(dǎo)電率為79.1%IACS;而Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金的最佳時(shí)效工藝為430℃時(shí)效14h。此時(shí),合金的強(qiáng)度為595MPa,導(dǎo)電率為80.4%IACS。時(shí)效后,Cu-Cr-Zr合金中的析出相為Cr相與Cu5Zr相,Cr相大小為50-100nm,Cu5Zr相大小為100-200nm左右;Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金中的析出相也為Cr相與Cu5Zr相,但析出相更加細(xì)小,分布的也更加均勻彌散,其中Cr相大小也為50-100nm,但Cu5Zr相大小明顯減小,其大小為50nm左右。(2)Cu-Cr-Zr合金最佳的雙級(jí)時(shí)效組合為270℃預(yù)時(shí)效1h+410℃時(shí)效4h。此時(shí),Cu-Cr-Zr合金的強(qiáng)度為580MPa,導(dǎo)電率為76.9%IACS;Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金最佳的雙級(jí)時(shí)效組合為290℃預(yù)時(shí)效1h + 430℃時(shí)效6h。此時(shí),Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金的強(qiáng)度為615MPa,導(dǎo)電率為79.3%IACS。低溫預(yù)時(shí)效可以獲得高彌散分布的GP區(qū),為隨后的時(shí)效提供了更多的形核位置,與單級(jí)時(shí)效相比能夠得到更加彌散分布析出相。(3)Cu-Cr-Zr合金深冷+時(shí)效處理的最佳工藝參數(shù)為10次深冷處理+390℃時(shí)效8h,此時(shí)合金的強(qiáng)度為585MPa,導(dǎo)電率為78.9%IACS;Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金深冷+時(shí)效處理的最佳工藝參數(shù)為15次深冷處理+410℃時(shí)效12h。此時(shí),合金的強(qiáng)度為605MPa,導(dǎo)電率為79.2%。深冷處理使得合金內(nèi)部出現(xiàn)更多的位錯(cuò)等晶格缺陷,為隨后的時(shí)效提供了更多的形核位置,得到更彌散分布的析出相。(4)基于差示掃描量熱分析(DSC)建立的Cu-Cr-Zr合金變溫時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程為:t=(T-298)/[T2exp(-1 193/T-6.3)];基于電導(dǎo)率建立了 Cu-Cr-Zr合金等溫時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程,450℃時(shí)效的相變動(dòng)力學(xué)方程:χ1-exp(-1.82t0.84),430℃時(shí)效相的變動(dòng)力學(xué)方程:χ=1-exp(-1.65t0.74),410℃時(shí)效的相變動(dòng)力學(xué)方程:χ=1-exp(-1.31t0.74),390℃時(shí)效的相變動(dòng)力學(xué)方程:χ=1-exp(-1.23t0.88)。這兩種方法建立的時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程可以相互驗(yàn)證。(5)Mg、Si微合金元素的添加以及深冷預(yù)處理對(duì)Cu-Cr-Zr合金時(shí)效動(dòng)力學(xué)行為均產(chǎn)生影響:Mg、Si微合金化使Cu-Cr-Zr合金的TTT曲線大幅右移,增加了孕育時(shí)間,推遲了相析出過程,使合金不易產(chǎn)生過時(shí)效現(xiàn)象;而深冷預(yù)處理則使Cu-Cr-Zr合金的TTT曲線鼻尖溫度稍微上移。
[Abstract]:With the rapid development of electronic industry, Cu-Cr-Zr alloys have attracted much attention because of their high strength and good conductivity. However, the aging behavior of Cu-Cr-Zr alloys has been studied. In this paper, the single stage aging, two stage aging and cryogenic aging of Cu-Cr-Zr high strength and high conductivity copper alloy are studied. Furthermore, the effect of Mg-Si microalloying on various aging heat treatment processes of the alloy was studied. Based on the conductivity, the aging kinetics equation of Cu-Cr-Zr system high strength and high conductivity alloy was established. The mechanism of mg / Si microalloying and the effect of cryogenic pretreatment on isothermal aging kinetics were analyzed. The Si element can improve the strength and conductivity of Cu-Cr-Zr system high strength and high conductivity copper alloy. Based on the orthogonal test, it is found that the best aging process of Cu-Cr-Zr alloy is 410 鈩，

本文編號(hào)：1456274