高强高导电Cu-Cr-Zr合金的组织与性能研究

论文摘要

采用硬度测试、室温拉伸、电导率测定、金相分析、X衍射分析（XRD）、扫描电子显微分析（SEM）、透射电子显微分析（TEM）等方法研究了不同加工工艺和热处理工艺对高强高导Cu-Cr-Zr合金力学性能、导电性能及其组织结构的影响和变化规律,并从理论上进行了分析和解释。研究结果表明:1.固溶—时效处理后合金的硬度与强度随温度升高而增大,490℃/240min时效处理后合金达到时效峰值,硬度、σb和σ0.2分别为108HB、423Mpa、354Mpa,导电率达到90.0%IACS。2.固溶—冷变形—时效（形变热处理）制度能显著提高Cu-Cr-Zr合金的强度。经70%冷变形后,450℃/240min时效处理后合金达到时效峰值,硬度、σb和σ0.2分别为153、529MPa、489Mpa,导电率达到85.1%IACS。3.固溶—时效—冷变形能极大程度的提高合金的强度,随后的退火处理使得合金导电性能得到恢复,510℃/60min退火处理后,合金的硬度、σb和σ0.2分别为141HB、519MPa、475MPa,导电率达到86.6%IACS。4.合金的强度主要来源于第二相粒子的共格析出,通过TEM观察到了合金中存在的共格粒子。合金中存在两种粒子:粗大的Cr粒子和弥散析出粒子。析出相与基体成半共格或共格关系,随时效温度升高,析出相长大。5.计算了合金的共格强化效应,分析建立了反应导电率变化的单元体导电模型,所做计算分析能较好的解释合金的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 铜铬锆系合金的发展概况
• 1.1.1 国外Cu-Cr-Zr系合金的发展状况
• 1.1.2 国内Cu-Cr-Zr系合金的发展状况
• 1.2 铜铬锆合金的设计原理
• 1.2.1 合金元素选择
• 1.2.2 铬、锆的作用
• 1.2.3 微量稀土的作用
• 1.3 铜铬锆系合金的制备技术
• 1.3.1 传统制备技术
• 1.3.2 新制备技术
• 1.4 铜铬锆系合金的性能
• 1.5 铜铬锆合金的析出相
• 1.5.1 Cu-Cr合金的析出相
• 1.5.2 Cu-Zr合金的析出相
• 1.5.3 Cu-Cr-Zr合金中的析出相
• 1.6 存在的问题与展望
• 1.7 本论文研究内容和目的
• 第二章 材料制备与实验方法
• 2.1 实验方案
• 2.2 材料制备
• 2.2.1 合金成分
• 2.2.2 熔炼与铸造
• 2.2.3 板材热轧
• 2.2.4 板材冷轧
• 2.2.5 固溶与时效制度
• 2.3 力学性能测试
• 2.3.1 热分析
• 2.3.2 硬度测试
• 2.3.3 拉伸力学性能
• 2.4 导电性能测试
• 2.5 显微组织结构分析
• 2.5.1 金相组织观察
• 2.5.2 SEM组织观察
• 2.5.3 TEM组织观察
• 第三章 铜铬锆合金的力学性能与导电性能研究
• 3.1 固溶处理对合金力学性能与导电性能的影响研究
• 3.1.1 固溶处理后合金的力学性能
• 3.1.2 固溶处理后合金的导电性能
• 3.2 固溶—时效处理对合金性能的影响研究
• 3.2.1 固溶—时效处理对合金力学性能的影响
• 3.2.2 固溶—时效处理对合金导电性能的影响
• 3.3 固溶—冷变形—时效处理对合金性能的影响研究
• 3.3.1 固溶—冷变形—时效对合金力学性能的影响
• 3.3.2 固溶—冷变形—时效对合金导电性能的影响
• 3.4 固溶—时效—冷变形—退火对合金性能的影响
• 3.4.1 固溶—时效—冷变形—退火后合金的力学性能
• 3.4.2 固溶—时效—冷变形—退火后合金的导电性能
• 3.5 本章小节
• 第四章 铜铬锆合金的金相与扫描电镜显微组织研究
• 4.1 合金铸态的金相与扫描电镜显微组织研究
• 4.1.1 合金铸态的金相显微组织
• 4.1.2 合金铸态的扫描电镜显微组织
• 4.2 合金热轧态金相与扫描电镜显微组织研究
• 4.2.1 合金热轧态的金相显微组织
• 4.2.2 合金热轧态的扫描电镜显微组织
• 4.3 合金固溶态金相与扫描电镜显微组织研究
• 4.3.1 合金固溶态的金相显微组织
• 4.3.2 合金固溶态的扫描电镜显微组织
• 4.4 合金冷轧态金相显微组织研究
• 4.5 合金不同时效态的金相显微组织研究
• 4.6 本章小节
• 第五章 铜铬锆合金的透射电镜显微组织研究
• 5.1 固溶—时效处理后合金的透射电镜显微组织研究
• 5.2 固溶—冷变形—时效处理后合金的透射电镜显微组织研究
• 5.2.1 410℃/240min时效处理后合金的透射电镜显微组织
• 5.2.2 450℃/240min时效处理后合金的透射电镜显微组织
• 5.2.3 550℃/240min时效处理后合金的透射电镜显微组织
• 5.3 固溶—时效—冷变形—退火处理后合金的透射电镜显微组织研究
• 5.3.1 550℃/60min退火处理后合金的透射电镜显微组织
• 5.3.2 650℃/60min退火处理后合金的透射电镜显微组织
• 5.4 本章小节
• 第六章 分析讨论
• 6.1 合金铸态显微组织特征
• 6.2 合金固溶态组织与性能研究
• 6.3 加工与热处理工艺对合金性能的影响
• 6.3.1 加工工艺对合金力学性能的影响
• 6.3.2 加工工艺对合金电学性能的影响
• 6.4 铬锆对时效合金性能的影响
• 6.5 合金的时效强化机制研究
• 6.6 合金的导电机制研究.
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录: