时效对Cu-Zn-Ni-Al合金的组织结构与性能研究

论文摘要

本文采用硬度测试、电导率测试、室温力学性能测试、金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等检测分析方法研究高强导电弹性Cu.Zn.Ni-Al合金的微观组织与合金力学性能的关系,分析合金在形变热处理工艺下微观组织结构和性能的变化机理,探索了合金的时效强化机制。通过研究,得到的结论如下：1.Cu-Zn-Ni-Al合金具备典型时效析出强化的特性,在高温固溶处理-低温时效处理的过程中表现出强烈的时效硬化效应。Cu-Zn-Ni-Al合金适当的固溶处理-时效处理工艺是：850℃×1h固溶处理-450℃×16h时效处理。在此热处理工艺条件下的合金时效峰值可达到最大,合金产生硬化效果达到的硬度增值为112 Hv。2.Cu-Zn-Ni-Al固溶合金进行时效处理时,时效前期过饱和溶质原子首先主要脱溶析出γ’相,它对合金起到强化作用,γ’相具有L12有序立方Cu3Au（?）结构,它是含有Cu和Zn元素的Ni3Al,与基体а固溶体基体保持相应的位向关系：[-112]p//[-112]m,（110）p//（110）m;随着时效时间的延长,析出p相的体积分数增加而γ’相逐渐减少。β相是具有B2结构的含有Cu和Zn元素的NiAl,其化学式为：（NixZnl-x）（AlyCu1-y）.3、在Cu-Zn-Ni-Al固溶合金时效析出强化效应是基体晶格畸变所产生的形变强化与析出相粒子的共格析出所产生的析出强化共同作用的结果。4.Cu-Zn-Ni-Al固溶合金在时效处理前进行的冷轧处理提高了合金的时效硬化速率和电导率。Cu-Zn-Ni-Al固溶合金适当的形变热处理工艺是：冷轧处理80%-450℃×1h时效处理。在此工艺下,合金具有良好的综合性能：抗拉强度6b=968MPa,屈服强度60.2=953MPa,延伸率δ=3.9%,电导率EC=18.7% IACS。5.Cu-Zn-Ni-Al合金析出细小的第二相粒子延缓了变形组织中的再结晶过程,提高了合金的再结晶温度,有效抑制晶界不连续析出。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 铜与铜合金
• 1.2.1 铜与铜合金的基本特性
• 1.2.2 铜与铜合金的应用
• 1.3 高强导电弹性铜合金研究状况
• 1.3.1 高强导电弹性铜合金发展历史
• 1.3.2 高强导电弹性铜合金的研究进展
• 1.4 高强导电弹性铜合金的强化方法
• 1.4.1 固溶强化
• 1.4.2 形变强化
• 1.4.3 细晶强化
• 1.4.4 第二相强化
• 1.5 高强导电弹性铜合金制备技术
• 1.5.1 冷变形时效热处理法
• 1.5.2 固溶时效热处理法
• 1.5.3 快速凝固法（RS法）
• 1.5.4 机械合金化法（MA法）
• 1.5.5 复合材料法
• 1.6 本文的研究目的与主要内容
• 第二章 材料的制备与实验方法
• 2.1 合金的制备
• 2.1.1 合金成分设计
• 2.1.2 合金的熔炼与铸造
• 2.1.3 铸锭均匀化处理
• 2.1.4 合金的热轧处理
• 2.1.5 合金的固溶处理
• 2.1.6 合金的冷轧处理
• 2.1.7 合金的时效处理
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 维氏硬度测试
• 2.2.2 合金的室温力学性能测试
• 2.2.3 合金的电导率的测量
• 2.2.4 合金的金相组织观察
• 2.2.5 X射线衍射分析
• 2.2.6 扫描电子显微观察
• 2.2.7 透射电镜样品的制备与观察
• 第三章 Cu-Zn-Ni-Al合金在固溶-时效过程中的组织结构及性能
• 3.1 引言
• 3.2 Cu-Zn-Ni-Al合金固溶-时效状态下的硬度变化
• 3.3 Cu-Zn-Ni-Al合金固溶-时效过程中的组织变化
• 3.3.1 金相组织分析
• 3.3.2 X射线衍射分析
• 3.3.3 扫描电子显微分析
• 3.4 分析与讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 Cu-Zn-Ni-Al合金在固溶-冷轧-时效过程中的组织结构及性能
• 4.1 前言
• 4.2 Cu-Zn-Ni-Al合金在固溶-冷轧-时效状态下的性能变化
• 4.2.1 Cu-Zn-Ni-Al合金在固溶-冷轧-时效状态下的硬度变化
• 4.2.2 Cu-Zn-Ni-Al合金在固溶-冷轧-时效状态下的拉伸力学性能
• 4.2.3 Cu-Zn-Ni-A1合金在固溶-冷轧-时效状态下的电导率变化
• 4.3 Cu-Zn-Ni-Al合金在固溶-冷轧-时效状态下的组织变化
• 4.3.1 金相组织分析
• 4.3.2 X射线衍射分析
• 4.3.3 拉伸断口扫描电子显微分析
• 4.3.4 透射电子显微分析
• 4.4 分析与讨论
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 发表相关论文及参与的科研项目
• 一、攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 二、攻读硕士期间参与的科研项目