Cu-Ti系合金作為一種能與銅鈹合金相媲美的典型時效硬化合金,廣泛應(yīng)用于航天航空、電子儀器、通訊等部門,可以作為高強(qiáng)高導(dǎo)電材料應(yīng)用于導(dǎo)電彈簧、互聯(lián)器接插器等彈性元件。對于Cu-Ti合金,大多數(shù)的研究集中在Ti含量低于5 wt.%時合金的組織和性能。本文旨在更大成分范圍內(nèi)研究該合金結(jié)構(gòu)和性能的演變規(guī)律,首先采用具有環(huán)保節(jié)能,工藝簡單,成本低廉,對于合金元素添加量不受限制等優(yōu)點的鋁熱反應(yīng)法制備了Ti含量分別為1 wt.%、2 wt.%、4.5 wt.%、7 wt.%、10 wt.%和12.5 wt.%的Cu-Ti合金,并分析了Ti含量對鑄態(tài)合金組織和性能的影響,再通過軋制和固溶時效處理來調(diào)控合金綜合性能,進(jìn)而獲得強(qiáng)度塑性良好并且具有一定導(dǎo)電性的合金,來實現(xiàn)Cu-Ti合金作為彈性導(dǎo)電元件的應(yīng)用。實驗主要研究結(jié)果如下:（1）鑄態(tài)Cu-Ti系合金組織為尺寸為20⁶0μm的五邊形等軸晶,隨著Ti含量的增加晶粒尺寸逐漸減小,合金強(qiáng)度和硬度增加,而導(dǎo)電率和延伸率下降。Ti含量為1 wt.%時,Ti元素完全固溶于銅基體,隨著Ti含量的增加,點狀相逐漸析出,Ti含量為4.5 wt.%... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同合金元素對銅合金電阻率的影響[17]

鋁熱法制備的Cu-Ti合金組織和性能綜合調(diào)控8圖1.2Cu-Ti化合物晶體結(jié)構(gòu)圖[33]根據(jù)Cu-Ti二元合金相圖，如圖1.3（a）所示。Ti原子在銅里的固溶度在室溫下僅有0.4wt.%，而隨著溫度的逐步上升，Ti原子在銅里的固溶度也逐漸上升，在885°C達(dá)到最高值，約為6.2wt.%（約8at.%）。Cu-Ti合金主要進(jìn)行固溶處理，即在高溫下進(jìn)行熱處理后通過快速冷卻降溫，主要方法有水淬、液氮冷卻等在短時間內(nèi)降低合金溫度到達(dá)室溫從而獲得過飽和固熔體。因此，Cu-Ti合金是可熱處理強(qiáng)化型合金，通過熱處理獲得過飽和固熔體從而凈化基體，從而達(dá)到提高合金強(qiáng)度，增強(qiáng)導(dǎo)電率等目的。再進(jìn)行低溫時效過程，使得過飽和固熔體分解，添加的合金元素Ti以沉淀相析出，彌散分布在基體上。由于析出相阻礙了晶界與位錯的移動，從而時效后的合金強(qiáng)度得到提高，并且時效后固溶度下降，使得合金導(dǎo)電率大幅度回升。(a)(b)圖1.3（a）Cu-Ti合金相圖；（b）Cu-Ti合金相圖的富銅區(qū)域相圖[34]圖1.3（b）為Cu-Ti合金相圖的富銅區(qū)域[34]，可以看出，Cu-Ti合金中析出

鋁熱法制備的Cu-Ti合金組織和性能綜合調(diào)控8圖1.2Cu-Ti化合物晶體結(jié)構(gòu)圖[33]根據(jù)Cu-Ti二元合金相圖，如圖1.3（a）所示。Ti原子在銅里的固溶度在室溫下僅有0.4wt.%，而隨著溫度的逐步上升，Ti原子在銅里的固溶度也逐漸上升，在885°C達(dá)到最高值，約為6.2wt.%（約8at.%）。Cu-Ti合金主要進(jìn)行固溶處理，即在高溫下進(jìn)行熱處理后通過快速冷卻降溫，主要方法有水淬、液氮冷卻等在短時間內(nèi)降低合金溫度到達(dá)室溫從而獲得過飽和固熔體。因此，Cu-Ti合金是可熱處理強(qiáng)化型合金，通過熱處理獲得過飽和固熔體從而凈化基體，從而達(dá)到提高合金強(qiáng)度，增強(qiáng)導(dǎo)電率等目的。再進(jìn)行低溫時效過程，使得過飽和固熔體分解，添加的合金元素Ti以沉淀相析出，彌散分布在基體上。由于析出相阻礙了晶界與位錯的移動，從而時效后的合金強(qiáng)度得到提高，并且時效后固溶度下降，使得合金導(dǎo)電率大幅度回升。(a)(b)圖1.3（a）Cu-Ti合金相圖；（b）Cu-Ti合金相圖的富銅區(qū)域相圖[34]圖1.3（b）為Cu-Ti合金相圖的富銅區(qū)域[34]，可以看出，Cu-Ti合金中析出

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高強(qiáng)導(dǎo)電銅合金的成分設(shè)計、相變與制備[J]. 李周,肖柱,姜雁斌,雷前,謝建新.  中國有色金屬學(xué)報. 2019(09)
[2]高強(qiáng)高彈銅合金研究及發(fā)展趨勢[J]. 許斯洋,李英龍,蔡志輝,丁樺.  材料與冶金學(xué)報. 2018(04)
[3]固溶處理對輕量高錳鋼組織及力學(xué)性能的影響[J]. 李俊澎,杜鑫,崔燁,張洋,張靜,張中武.  金屬熱處理. 2018(07)
[4]鋁熱法制備CoCrFeMnNi高熵合金的表征[J]. 肖海波,喇培清,王小翠,魏玉鵬.  熱加工工藝. 2018(02)
[5]非真空熔煉制備Cu-0.37Cr-0.046Sn合金的時效動力學(xué)研究[J]. 陳婷婷,胡美俊,劉文揚(yáng),張建波.  熱加工工藝. 2016(24)
[6]時效態(tài)Cu-3Ti-1Ni合金的組織與性能（英文）[J]. 劉佳,王獻(xiàn)輝,冉倩妮,趙剛,朱秀秀.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(12)
[7]底材對具有納米結(jié)構(gòu)珠光體1045鋼組織和力學(xué)性能的影響[J]. 喇培清,吳丹,胡蘇磊,李翠玲,魏玉鵬,郭鑫,孟倩,盧學(xué)峰.  粉末冶金技術(shù). 2016(03)
[8]Ti含量對Cu-Ti合金時效過程的影響[J]. 張楠,李振華,姜訓(xùn)勇,劉慶鎖,胡景奕.  材料熱處理學(xué)報. 2016(03)
[9]高強(qiáng)高導(dǎo)Cu合金強(qiáng)化技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 袁竭,隆永勝,趙順洪,楊斌.  特種鑄造及有色合金. 2015(08)
[10]連鑄結(jié)晶器用銅板的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 李增德,林晨光,崔舜,胡曉康.  鑄造技術(shù). 2015(02)

博士論文
[1]Fe84（NbV）7B9納米晶軟磁材料的制備及其相關(guān)基礎(chǔ)問題的研究[D]. 曹玲飛.中南大學(xué) 2006

碩士論文
[1]Cu-Ti合金時效初期相變特征及其對性能的影響[D]. 何昆哲.南昌大學(xué) 2016
[2]熱處理及冷變形對高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金Cu-Zn-Cr性能的影響[D]. 徐錚錚.合肥工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：2939994