純銅具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及延伸性能被廣泛應(yīng)用在電子、導(dǎo)線及接觸線材料等領(lǐng)域,然而較低的強(qiáng)度嚴(yán)重限制了其在重要領(lǐng)域的應(yīng)用。本文主要針對(duì)高導(dǎo)電純銅強(qiáng)度較低的問(wèn)題,分別采用OM、SEM、EDS、TEM、EBSD和XRD方法研究了不同原始組織純銅ECAP不同路徑變形后微觀組織和織構(gòu)的演變規(guī)律,分析了ECAP中影響純銅性能變化的因素,然后通過(guò)添加微量Zr和Si元素合金化后進(jìn)行固溶+ECAP變形+時(shí)效處理探索析出相的演變對(duì)其力學(xué)性能和導(dǎo)電性能的影響。結(jié)果表明,A和C路徑4道次變形后,單晶組織內(nèi)部形成了均勻一致的剪切帶;定向凝固純銅Bc路徑變形后,剪切帶相互交割,有利于形成均勻的等軸晶;多晶銅ECAP中晶界向沿著擠壓方向呈現(xiàn)有序化轉(zhuǎn)變,A和C路徑變形后形成均勻的纖維組織,Bc路徑形成均勻的等軸晶。鑄態(tài)Cu-Zr-Si合金經(jīng)ECAP并在375℃、400℃、450℃和500℃時(shí)效1h后,少量顆粒狀和板條狀析出相主要沿晶界及滑移線呈不連續(xù)分布,隨著時(shí)效時(shí)間增加,晶界和基體中析出相含量增加,微量Si元素有利于使析出相細(xì)化且彌散分布。XRD及EBSD檢測(cè)手段表明,不同原始組織純銅A和C路徑變形后均呈現(xiàn)(111)主滑移系特征,Bc路徑變形后各晶面呈隨機(jī)分布。單晶銅A和C路徑4道次變形后,均形成{001}110旋轉(zhuǎn)立方織構(gòu),C路徑6道次變形后形成{111}110織構(gòu),A路徑8道次變形后形成{001}100再結(jié)晶織構(gòu)和{111}110及{111}112織構(gòu),織構(gòu)強(qiáng)度明顯減弱。單晶銅經(jīng)A路徑5道次ECAP后的抗拉強(qiáng)度及延伸率最大,分別為415MPa和30%,導(dǎo)電率仍維持在98.8%IACS的較高水平,16道次變形后的硬度最大為133HV;多晶銅經(jīng)C路徑4道次變形后導(dǎo)電率從91.8%IACS增加到94.5%IACS;定向凝固純銅4道次變形后各路徑導(dǎo)電率保持在較高水平的98%IACS左右。鑄態(tài)Cu-Zr-Si合金經(jīng)ECAP變形和450℃時(shí)效4h后,具有最佳的力學(xué)性能和導(dǎo)電性能,導(dǎo)電率為78.3%IACS,硬度為151HV,同時(shí)保持較高的塑性,延伸率為21.9%。ECAP可大幅度提高材料強(qiáng)度,同時(shí)對(duì)導(dǎo)電率影響較小。單晶銅變形后抗拉強(qiáng)度提高了147%,硬度提高了122%,而導(dǎo)電率僅僅降低2.7%,延伸率仍維持在30%;定向凝固純銅4道次后導(dǎo)電率僅僅降低1%;多晶銅4道次后導(dǎo)電率提升3%。熱處理過(guò)程中析出相的不連續(xù)分布有利于力學(xué)性能及導(dǎo)電率的大幅度提高。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.11
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的研究進(jìn)展
    1.3 導(dǎo)電銅材的主要強(qiáng)化方法
    1.4 大塑性變形(SPD)金屬?gòu)?qiáng)塑性原理
        1.4.1 SPD的主要方法
        1.4.2 影響材料強(qiáng)塑性的因素
        1.4.3 SPD制備高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.5 等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)材料的強(qiáng)塑性原理
        1.5.1 ECAP原理
        1.5.2 ECAP變形對(duì)微觀組織的影響
        1.5.3 ECAP銅合金強(qiáng)化機(jī)理
    1.6 課題研究意義與內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)方法
    2.1 研究方案
    2.2 材料制備
    2.3 冷變形及熱處理工藝
        2.3.1 固溶處理
        2.3.2 ECAP變形
        2.3.3 時(shí)效處理
    2.4 結(jié)果及測(cè)試
第3章 純銅ECAP中形變組織及織構(gòu)演變
    3.1 不同原始組織純銅微觀組織演變
        3.1.1 單晶銅的組織演變
        3.1.2 定向凝固純銅組織演變
        3.1.3 多晶銅的組織演變
    3.2 宏觀取向演變
    3.3 不同變形路徑的剪切特征
    3.4 單晶銅ECAP中EBSD結(jié)果
        3.4.1 晶界(GBs)分布
        3.4.2 極圖(PF)分析
        3.4.3 取向分布函數(shù)(ODF)分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 ECAP對(duì)純銅力學(xué)性能與導(dǎo)電性能的影響
    4.1 力學(xué)性能變化
    4.2 導(dǎo)電性能變化
    4.3 斷口分析
    4.4 影響純銅性能變化的因素
    4.5 本章小結(jié)
第5章 ECAP變形及時(shí)效對(duì)Cu-Zr-Si合金組織及性能的影響
    5.1 ECAP變形對(duì)鑄態(tài)Cu-Zr-Si合金組織的影響
    5.2 變形和時(shí)效對(duì)Cu-Zr-Si合金組織的影響
    5.3 變形和時(shí)效對(duì)Cu-Zr-Si合金性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論及創(chuàng)新
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉曉燕;趙西成;楊西榮;賈江平;;納米壓痕法分析ECAP變形工業(yè)純鈦的力學(xué)性能[J];稀有金屬材料與工程;2017年03期

2 宋小杰;楊西榮;劉曉燕;趙西成;羅雷;;135°ECAP+旋鍛變形工業(yè)純鈦的熱穩(wěn)定性研究[J];材料工程;2017年06期

3 M.H.Shaeri;M.Shaeri;M.Ebrahimi;M.T.Salehi;S.H Seyyedein;;Effect of ECAP temperature on microstructure and mechanical properties of Al–Zn–Mg–Cu alloy[J];Progress in Natural Science:Materials International;2016年02期

4 周志華;王鋒;博;;當(dāng)虛無(wú)縹緲的感覺(jué)化身數(shù)據(jù)[J];汽車之友;2017年11期

5 劉鋒;王慶娟;杜忠澤;王靜怡;;ECAP制備超細(xì)晶材料組織及其性能的研究進(jìn)展[J];兵器材料科學(xué)與工程;2013年04期

6 王幸運(yùn);趙西成;楊西榮;;室溫ECAP工業(yè)純鈦組織熱穩(wěn)定性研究[J];輕金屬;2010年03期

7 楊西榮;趙西成;付文杰;;鈦及鈦合金ECAP變形研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2010年05期

8 ;Thermomechanical coupling simulation and experimental study in the isothermal ECAP processing of Ti-6Al-4V alloy[J];Rare Metals;2010年06期

9 張靜;張克實(shí);WU Hwai-Chung;于梅花;;Experimental and numerical investigation on pure aluminum by ECAP[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2009年05期

10 宋丹;馬愛(ài)斌;江靜華;林萍華;楊東輝;;Corrosion behavior of ultra-fine grained industrial pure Al fabricated by ECAP[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2009年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉曉燕;室溫ECAP變形工業(yè)純鈦?zhàn)冃涡袨榧敖M織性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

2 盧慶亮;準(zhǔn)晶增強(qiáng)Mg-Zn-Y合金的ECAP變形組織及力學(xué)性能[D];山東大學(xué);2006年

3 徐淑波;等通道彎角擠壓（ECAP）變形機(jī)理數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2006年

4 郭廷彪;ECAP制備超細(xì)晶銅的組織演變、織構(gòu)特征及力學(xué)性能研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

5 房大然;等通道轉(zhuǎn)角擠壓（ECAP）鋁合金的力學(xué)性能和斷裂行為[D];天津大學(xué);2007年

6 鄭志軍;ECAP制備的塊體納米晶304不銹鋼的組織演變、力學(xué)性能與腐蝕行為[D];華南理工大學(xué);2012年

7 錢(qián)陳豪;基于等徑角擠扭的SiC-Al粉末微—納結(jié)構(gòu)和力—熱性能[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

8 付金龍;基于ECAP-SIMA方法7075鋁合金半固態(tài)組織及力學(xué)性能研究[D];北京科技大學(xué);2018年

9 徐紅星;等通道轉(zhuǎn)角大應(yīng)變技術(shù)制備塊體納米結(jié)構(gòu)鋁材的研究[D];江蘇大學(xué);2010年

10 邊麗萍;ECAP擠壓亞共晶Al-Mg_2Si原位復(fù)合材料強(qiáng)韌化研究[D];太原理工大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王晨;微合金化及ECAP變形對(duì)純銅組織性能的影響[D];蘭州理工大學(xué);2018年

2 楊勐;基于有限元模擬的改良ECAP模具設(shè)計(jì)和新型擠壓工藝構(gòu)想[D];蘭州理工大學(xué);2018年

3 李琦;高導(dǎo)電銅及Cu-Zr-Si合金的ECAP強(qiáng)塑性調(diào)控[D];蘭州理工大學(xué);2018年

4 張少雄;兩步法ECAP變形Mg-9Al-1Si-1SiC復(fù)合材料組織演變及蠕變行為研究[D];太原理工大學(xué);2018年

5 彭林;磁場(chǎng)對(duì)Mg-Al擴(kuò)散偶擴(kuò)散行為及ECAP工業(yè)純鋁退火過(guò)程的影響[D];東北大學(xué);2015年

6 王萬(wàn)華;納米SiC顆粒增強(qiáng)Mg-9Al-lSi復(fù)合材料的ECAP變形組織及高溫蠕變行為研究[D];太原理工大學(xué);2017年

7 汪成松;強(qiáng)塑性變形與熱處理對(duì)Al-12.51Zn-2.85Mg-2.83Cu-0.18Zr-0.0598Sr合金組織性能的調(diào)控[D];江蘇大學(xué);2017年

8 丁清;強(qiáng)塑性變形與熱處理對(duì)Al-12.2Zn-3.3Mg-1.4Cu-0.2Zr-0.04Sr合金組織性能的調(diào)控[D];江蘇大學(xué);2017年

9 王涵;基于光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)方法的鎂及鎂合金ECAP過(guò)程數(shù)值模擬研究[D];太原理工大學(xué);2017年

10 王志文;ECAP變形雙級(jí)預(yù)處理Mg-9Al-1Si耐熱鎂合金組織與力學(xué)性能研究[D];太原理工大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2844395