本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)高導(dǎo)Cu-Cr-In合金的組織與性能研究

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【摘要】：銅是一種優(yōu)良的高導(dǎo)電導(dǎo)熱、耐磨耐蝕材料,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性功能材料之一。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的工業(yè)和民用領(lǐng)域?qū)?dǎo)電銅材提出了更高的要求,特別是同時(shí)具備更高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性的銅材受到了人們的廣泛關(guān)注。在引線框架、高速鐵路、鍵合絲、連接器等領(lǐng)域?qū)Ω邚?qiáng)高導(dǎo)銅材有著廣泛的需求,以及不斷提高的性能指標(biāo)要求。研究和開發(fā)具備高強(qiáng)度、高導(dǎo)電以及高耐熱性的銅材新牌號(hào),并開發(fā)和優(yōu)化其形變和熱處理工藝,對(duì)于豐富我國(guó)銅合金品種,滿足電力電子和交通等領(lǐng)域的應(yīng)用要求等具有重要意義。本研究采用微合金化方法,在純銅的基礎(chǔ)上,添加微含量Cr和In元素,在非真空條件下制備了新型高強(qiáng)高導(dǎo)Cu-Cr-In合金。通過力學(xué)性能和電學(xué)性能測(cè)試及金相顯微鏡、掃描電鏡等,研究了形變熱處理工藝對(duì)合金的組織與性能的影響規(guī)律。主要研究工作及結(jié)果如下:(1)在非真空條件下,采用中頻感應(yīng)熔煉爐熔煉并以常規(guī)鐵模鑄造方式制備了不同In含量的Cu-Cr-In合金;Cr元素收得率在85%以上,In元素收得率在90%以上,合金成分穩(wěn)定、質(zhì)量合格,制備成本較低。(2)對(duì)Cu-Cr-In合金的微觀組織進(jìn)行了觀察,描述了Cr相的分布與形貌。認(rèn)為合金鑄態(tài)組織中Cr相以(α+Cr)共晶體形式存在與α相界處,均勻化處理及固溶淬火后均勻分布于基體中,時(shí)效處理后Cr相以顆粒狀形貌分布于均勻彌散分布于基體中,尺寸在100~200nm之間。(3)合金錠坯經(jīng)過擠壓→拉拔→固溶處理→拉拔→時(shí)效處理→拉拔等形變熱處理工藝后,綜合性能優(yōu)良。Cu-0.70Cr-0.05In合金最佳時(shí)效處理工藝為450℃×180 min,其抗拉強(qiáng)度達(dá)到529MPa,電導(dǎo)率達(dá)到82.72%IACS,軟化溫度達(dá)到500℃,延伸率達(dá)到11%;Cu-0.70Cr-0.10In合金的最佳時(shí)效處理工藝450℃×60 min,其抗拉強(qiáng)度達(dá)到531MPa,電導(dǎo)率達(dá)到82.79%IACS,軟化溫度達(dá)到500℃,延伸率達(dá)到12%;Cu-0.70Cr-0.15In合金的最佳時(shí)效處理工藝450℃×60 min,其抗拉強(qiáng)度達(dá)到544MPa,電導(dǎo)率達(dá)到81.41%IACS,軟化溫度達(dá)到525℃,延伸率達(dá)到12%。(4)對(duì)添加In后合金力學(xué)性能及抗高溫軟化性能相比Cu-0.70Cr合金得到改善的原因進(jìn)行了闡述,認(rèn)為In的固溶強(qiáng)化及在晶界處的析出對(duì)阻礙了形變過程中位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)及晶界的遷移。(5)對(duì)合金時(shí)效析出特性進(jìn)行了分析,擬合得到了合金時(shí)效析出Avrami相變動(dòng)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)方程及一元、二元電導(dǎo)率方程;對(duì)合金時(shí)效析出過程的轉(zhuǎn)變機(jī)制進(jìn)行了分析;
【關(guān)鍵詞】：高強(qiáng)高導(dǎo) 銅合金 Cu-Cr-In 時(shí)效處理 顯微組織 力學(xué)性能 電學(xué)性能 抗高溫軟化性能
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.11
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法及其機(jī)理11-15
• 1.2.1 固溶強(qiáng)化11-12
• 1.2.2 第二相強(qiáng)化12-13
• 1.2.3 細(xì)晶強(qiáng)化13-14
• 1.2.4 形變強(qiáng)化14-15
• 1.2.5 復(fù)合強(qiáng)化15
• 1.3 合金高導(dǎo)電導(dǎo)熱性能設(shè)計(jì)及其機(jī)理15-18
• 1.3.1 銅合金的導(dǎo)電機(jī)制15-16
• 1.3.2 影響合金電導(dǎo)率的因素16-18
• 1.4 合金抗高溫軟化性能設(shè)計(jì)及其機(jī)理18-21
• 1.4.1 銅合金的再結(jié)晶19-20
• 1.4.2 再結(jié)晶機(jī)制20
• 1.4.3 合金元素對(duì)銅合金再結(jié)晶溫度的影響20-21
• 1.5 Cu-Cr系合金研究21-26
• 1.5.1 Cu-Cr合金的研究21-23
• 1.5.2 Cu-Cr-In合金的研究23-26
• 第二章 試驗(yàn)材料與研究方案26-35
• 2.1 合金成分的確定26
• 2.2 試驗(yàn)材料26-27
• 2.3 試驗(yàn)研究方案27-32
• 2.3.1 合金熔煉27-30
• 2.3.2 擠壓30
• 2.3.3 拉拔30-31
• 2.3.4 時(shí)效處理31-32
• 2.5 顯微組織觀察32
• 2.5.1 光學(xué)顯微鏡觀察32
• 2.5.2 掃描電子顯微鏡觀察32
• 2.6 力學(xué)性能檢測(cè)32-34
• 2.6.1 抗拉強(qiáng)度33
• 2.6.2 顯微硬度33-34
• 2.7 導(dǎo)電性能檢測(cè)34-35
• 第三章 銅鉻銦合金的組織與性能研究35-57
• 3.1 鑄態(tài)合金的組織與性能35-38
• 3.1.1 合金的鑄態(tài)組織35-38
• 3.1.2 鑄態(tài)合金的性能38
• 3.2 擠壓態(tài)合金組織與性能38-40
• 3.2.1 擠壓態(tài)合金的組織38-39
• 3.2.2 擠壓態(tài)合金的性能39-40
• 3.3 固溶處理態(tài)合金的組織與性能40-43
• 3.3.1 固溶處理態(tài)合金的組織40-43
• 3.3.2 固溶處理態(tài)合金的性能43
• 3.4 時(shí)效態(tài)合金的組織與性能43-51
• 3.4.1 時(shí)效處理前的顯微組織43-44
• 3.4.2 時(shí)效態(tài)合金的性能44-47
• 3.4.3 時(shí)效態(tài)合金的組織47-51
• 3.5 （時(shí)效+冷變形）后合金的性能51-53
• 3.5.1（時(shí)效+冷變形）后合金的力學(xué)性能51-52
• 3.5.2 (時(shí)效+冷變形)后合金的電導(dǎo)率變化52-53
• 3.6 合金的強(qiáng)化機(jī)制分析53-55
• 3.7 本章小結(jié)55-57
• 第四章 Cu-Cr-In合金時(shí)效動(dòng)力學(xué)及抗軟化性能研究57-76
• 4.1 Cu-Cr-In合金的時(shí)效析出動(dòng)力學(xué)57-68
• 4.1.1 合金的電導(dǎo)率與析出相體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系57-58
• 4.1.2 時(shí)效動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確定及其方程58-62
• 4.1.3 合金的二元電導(dǎo)率方程62-65
• 4.1.4 合金時(shí)效處理的轉(zhuǎn)變機(jī)制65-68
• 4.2 合金的抗高溫軟化性能68-74
• 4.2.1 In含量對(duì)合金抗高溫軟化性能的影響68-71
• 4.2.2 時(shí)效后冷變形對(duì)合金抗軟化性能的影響71-73
• 4.2.3 抗軟化溫度與In含量關(guān)系73-74
• 4.3 本章小結(jié)74-76
• 第五章 總結(jié)76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 致謝81-82
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張強(qiáng);;高速鐵路用銅鎂接觸線的引進(jìn)與自主創(chuàng)新[J];鐵道機(jī)車車輛;2009年03期

2 楊雨潭;李秋書;張俊婷;王宥宏;王洋麗;;Fe合金化對(duì)細(xì)晶Cu-Sn合金抗拉強(qiáng)度的影響[J];特種鑄造及有色合金;2014年08期

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本文編號(hào)：672000