采用冷型三室真空豎引連鑄的方法制備了含Ag量分別為1、2、4和20 mass%的Cu-Ag合金。利用光學顯微鏡、掃描電鏡、金屬導體電阻率儀和電子拉伸試驗機等研究了Ag含量對Cu-Ag合金鑄態(tài)桿坯組織和性能的影響。結果表明:冷型豎引連鑄工藝制備的Cu-Ag合金桿坯具有近似平行于軸向的柱狀晶顯微組織結構。Ag含量對Cu-Ag合金顯微組織和性能具有顯著影響。Cu-Ag合金鑄態(tài)桿坯的顯微組織主要由α-Cu基體和Ag粒子組成,Ag顆粒在Cu基體中分布均勻。Cu-1Ag合金的鑄態(tài)組織基本由初生α相構成,未見明顯的共晶組織。Cu-2Ag合金的顯微組織主要由枝晶組成,小共晶團均勻的分散在枝晶臂間。Cu-4Ag合金的顯微組織開始顯示出擴展的分枝。Cu-20Ag合金的顯微組織中出現(xiàn)圍繞樹突的連續(xù)網(wǎng)狀結構。合金的抗拉強度隨Ag含量增高逐漸升高,合金的導電率隨Ag含量增高逐漸降低,Cu-20Ag合金的強度和導電率分別為284 MPa和79.7%IACS。 

【文章來源】：材料熱處理學報. 2020,41(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

冷型豎引連鑄過程示意圖

在凝固過程中,晶體生長是一個液相和固相的相變過程。高合金含量的 Cu-Ag 合金凝固區(qū)間較寬,固-液過渡區(qū)大,熱型連鑄難以控制固液界面的位置和形狀[11-12]。采用冷型三室真空豎引連鑄工藝制備的 Cu-Ag 合金桿坯,由于提高了凝固前沿軸向的過冷度,增大了結晶生長和熔體凝結形成所需的驅動力,導致其固液界面呈現(xiàn)出典型的凹形(由中心向固相凸出)。這種特殊的淺凹形固-液界面不僅有利于 Cu-Ag 合金桿坯成形[13-14],而且促進 Cu-Ag 合金桿坯呈明顯的單晶組織演化。圖3 Cu-Ag 合金鑄態(tài)桿坯徑向截面的顯微組織

圖2 Cu-Ag合金鑄態(tài)桿坯軸向截面的顯微組織圖3為不同Ag含量條件下合金桿坯的徑向截面組織照片。從圖3(a)中可以看出,Cu-1Ag合金的鑄態(tài)組織基本由初生α相構成,未見明顯的共晶或微共晶組織。由圖3(b)～3(d)可以看出,含銀量大于2%時Cu-Ag合金鑄態(tài)桿坯的顯微組織均由先共晶樹枝晶和共晶群體組成,且共晶組織的比例隨Ag含量的增加而增加。Cu-2Ag合金的顯微組織主要由枝晶組成,小共晶團均勻的分散在枝晶臂間。Cu-4Ag合金的顯微組織開始顯示出擴展的分枝。Cu-20Ag合金的顯微組織中出現(xiàn)圍繞樹突的連續(xù)網(wǎng)狀結構。Cu-2Ag合金和Cu-4Ag合金鑄態(tài)桿坯的枝晶臂間距變化不大,而Cu-20Ag合金的枝晶臂的平均間距略有降低,這是因為在高銀合金凝固的過程中,液固界面前可能存在一個擴展的組織過冷層,這將導致更多的二次枝晶或較小的初生枝晶臂間距[3]。

【參考文獻】：
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