【摘要】：銅鈦合金因具有高強(qiáng)度、高彈性及高導(dǎo)電性等優(yōu)良特性,而在相關(guān)電工電子領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注及應(yīng)用。銅鈦合金系時(shí)效強(qiáng)化合金,在時(shí)效處理過程中會(huì)出現(xiàn)調(diào)幅分解及有序化等相變特征。不同的合金成分、加工工藝及時(shí)效處理制度都會(huì)影響銅鈦合計(jì)的相變特性和性能。表面機(jī)械研磨處理是近年來常用的用來改善金屬材料性能,能夠在材料表面制備納米晶表層。時(shí)效處理能夠促進(jìn)固溶態(tài)的中溶質(zhì)原子的析出,增強(qiáng)材料整體的機(jī)械性能。本文選用Cu-4wt%Ti合金分別采用SMAT+時(shí)效處理和時(shí)效處理兩種處理方式,將表面機(jī)械研磨處理(SMAT)與時(shí)效處理有機(jī)結(jié)合,主要研究表面機(jī)械研磨對(duì)Cu-4wt%Ti合金時(shí)效處理過程的影響,通過對(duì)經(jīng)過SMAT處理的時(shí)效處理和未經(jīng)過SMAT處理的時(shí)效處理的Cu-4wt%Ti合金進(jìn)行表征對(duì)比;本文還研究了不同的時(shí)效溫度和不同的時(shí)效時(shí)間對(duì)時(shí)效處理過程的影響,以探索表面機(jī)械研磨處理對(duì)Cu-4wt%Ti合金的時(shí)效過程的影響。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容結(jié)果如下:(1)Cu-4wt%Ti合金在1203 K固溶處理120 min,然后進(jìn)行60 min的SMAT處理后在Cu-4wt%Ti合金表面成功制備納米晶層,納米晶層的厚度大約為30μm,組織中存在大量的形變孿晶。(2)SMAT處理進(jìn)行時(shí)效處理能夠明顯提高材料的硬度,隨著時(shí)效處理時(shí)間的增加硬度呈現(xiàn)一個(gè)先增加后減小的趨勢(shì),在時(shí)效處理8 h時(shí)硬度達(dá)到峰值;在同一時(shí)效時(shí)間下,在距離表層40μm處達(dá)到該時(shí)效溫度的峰值硬度。在200℃時(shí)效處理8 h,距離表面40μm峰值硬度相對(duì)于基體增加了68.6%,在500℃時(shí)效處理8 h,距離表面40μm峰值硬度相對(duì)于基體增加77.1%,在500℃時(shí)效處理時(shí)硬度提升明顯高于在200℃;未SMAT處理的試樣經(jīng)過時(shí)效處理時(shí)間的增加硬度逐漸增加,時(shí)效處理4 h時(shí)達(dá)到峰值。SMAT后時(shí)效處理能夠大大提高材料硬度。(3)SMAT后經(jīng)過時(shí)效處理顯微組織發(fā)生明顯的變化,隨著時(shí)效時(shí)間的增加,孿晶交割程度增加、蝕刻加深。SMAT后時(shí)效處理在峰值硬度附近微觀組織主要以孿晶為主,越接近峰值位置孿晶的體積、數(shù)量越多,孿晶界明顯提高材料的強(qiáng)度。500℃時(shí)效處理在晶界處及其附近存在大量的析出相,形態(tài)以針狀為主。當(dāng)時(shí)效時(shí)間增加時(shí),析出相存在明顯的的長大趨勢(shì)。(4)Cu-4wt%Ti合金的導(dǎo)電性隨著時(shí)效處理時(shí)間的增長而增加,時(shí)效處理1 h為電導(dǎo)率的快速增長階段,1 h后增長速率放緩,12 h后達(dá)到恒定值。SMAT后500℃時(shí)效處理電導(dǎo)率達(dá)到了18%IACS,而未SMAT 500℃時(shí)效處理電導(dǎo)率為12%IACS,SMAT后時(shí)效處理的導(dǎo)電性明顯高于未SMAT時(shí)效處理。高溫時(shí)效處理時(shí)電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)與低溫時(shí)效類似,但高溫時(shí)效的導(dǎo)電性明顯好于低溫時(shí)效。因此高溫更有利于時(shí)效析出,提高導(dǎo)電性。當(dāng)時(shí)效處理8h時(shí)硬度此時(shí)達(dá)到峰值硬度,有效達(dá)到了強(qiáng)度與導(dǎo)電性的結(jié)合。
【圖文】：

圖 1-1 等通道轉(zhuǎn)角擠壓（ECAP）原理圖chematic illustration of equal channel angular pressing (EHPT）是指對(duì)金屬進(jìn)行加工，，使樣品受到壓縮圖 1-2 所示。樣品以盤的形式位于兩個(gè)砧座之，然后旋轉(zhuǎn)下砧座，通過摩擦力使盤剪切變形形工件，大大限制了加工效率。A.P. Zhilyaev高壓扭轉(zhuǎn)（HPT）過程中影響晶粒細(xì)化的顯微型來解釋 HPT 中均勻微觀結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

圖 1-2 高壓扭轉(zhuǎn)（HPT）原理圖1-2 Schematic illustration of high pressure torsion (HPT研磨（SMAT）的概念首先是由盧柯院士提出[4地碰撞金屬材料表面，使金屬表面在短時(shí)間米級(jí)別。這種方法大大增強(qiáng)了表面特性而不改特定結(jié)構(gòu)和性能要求的最為靈活的一種方法。經(jīng)濟(jì)，因此具有很高的潛力。由于 SMAT 簡(jiǎn)單應(yīng)用中非常有價(jià)值。同時(shí)，SMAT 還提供了一化過程。由于從處理面到深層的應(yīng)力和應(yīng)變速為零，可以觀察在不同應(yīng)力水平下的微觀結(jié)構(gòu)本機(jī)制。面處理如噴丸強(qiáng)化之間存在差異。例如，（i）
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.11;TG580.68

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本文編號(hào)：2656529