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硅和氧对铜铬合金凝固行为的影响

2020-12-07阅读(816)

硅和氧对铜铬合金凝固行为的影响

论文摘要

Cu-Cr合金因良好的结合了Cu的高导电性和Cr的高强度,在工业上具有广泛的应用,尤其是高Cr含量的Cu-Cr合金是中压真空断路器中使用最多的触头材料。近年来,人们利用真空感应熔炼法对Cu-Cr合金的显微组织以及力学和电学性能等进行了大量的研究,很多学者认为Cu-Cr合金在熔化和凝固过程中与坩埚材料中的氧元素起反应。针对这种观点,李峰研究了含氧Cu-Cr合金的凝固行为,发现在Cu-Cr合金中添加2at.%～6at.%氧可以促进Cu-Cr合金的液相分离。另外,文献中有报道在快速凝固法制备的Cu-Cr合金组织中发现了金属间化合物Cr3Si。本文在此基础上,向Cu100-xCrx（x=20～70）合金中加入0.25at.%、0.5at.%的Si、O、SiO2进行感应熔炼,通过对合金组织的观察以及凝固过程中利用红外测温仪获得的温度-时间曲线对Cu-Cr、Cu-Cr-O、Cu-Cr-Si以及Cu-Cr-SiO2合金的凝固行为进行了研究。得到的结论如下:1.感应熔炼Cu-Cr合金,当Cr含量为60at.%～70at.%时,Cu-Cr合金在凝固过程中发生了液相分离。这和周志明计算的Cu-Cr合金相图是一致的。2.当Cu-Cr合金中加入一定量的O或Si时,Cu-Cr合金中液相分离的区域向低Cr成分扩展。加入0.5at.%的O使液相不互溶间隙扩大至45at.%Cr;加入0.25at.%、0.5at.%的Si分别使液相不互溶间隙扩大至50at.%、45at.%Cr。3.感应熔炼Cu-Cr-SiO2合金,Si和O对于Cu-Cr合金液相分离的影响具有叠加复合作用。添加0.25at.%和0.5at.%的SiO2后,使得Cu-Cr合金中原有的液相不互溶间隙分别扩大至45at.%,40at.%的Cr。4.能谱分析表明,Si加入到Cu-Cr合金后主要与O结合形成SiO2,而不是金属间化合物Cr3Si。5.凝固组织分析表明,所有合金均和坩埚材料发生了反应,并形成了多种氧化物。这些氧化物主要以Al2O3+Cr2O3+SiO2共晶颗粒、具有小面特征的Cr2O3枝晶以及柳条状的Al2O3枝晶方式存在。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 CU-CR合金制备工艺
  • 1.2.1 熔渗法
  • 1.2.2 混粉烧结法
  • 1.2.3 真空电弧熔炼法
  • 1.2.4 真空感应熔炼法
  • 1.2.5 自蔓延（SHS）合成法
  • 1.2.6 快速凝固方法
  • 1.2.7 机械合金化法
  • 1.2.8 其它方法
  • 1.3 CU-CR合金相图研究
  • 1.3.1 Cu-Cr偏晶相图
  • 1.3.2 Cu-Cr共晶相图
  • 1.3.3 最新测定的Cu-Cr相图
  • 1.4 选题依据和研究内容
  • 第2章 实验方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 实验设备
  • 2.3 实验方案
  • 2.3.1 合金的制备
  • 2.3.2 技术路线
  • 2.4 分析测试方法
  • 第3章 CU-CR CU-CR-O合金的凝固实验
  • 3.1 感应熔炼CU-CR合金结果分析
  • 3.1.1 感应熔炼Cu-Cr合金的组织形态
  • 3.1.2 感应熔炼Cu-Cr合金中的氧化物形态
  • 3.1.3 感应熔炼Cu-Cr合金的冷却曲线分析
  • 100-xCRXO0.25合金结果分析'>3.2 感应熔炼CU100-xCRXO0.25合金结果分析
  • 100-XCrxO0.25合金的组织形态'>3.2.1 感应熔炼Cu100-XCrxO0.25合金的组织形态
  • 100-xCrxO0.25合金中的氧化物形态'>3.2.2 感应熔炼Cu100-xCrxO0.25合金中的氧化物形态
  • 100-xCrxO0.25合金的冷却曲线分析'>3.2.3 感应熔炼Cu100-xCrxO0.25合金的冷却曲线分析
  • 100-xCRxO0.5合金结果分析'>3.3 感应熔炼CU100-xCRxO0.5合金结果分析
  • 100-xCrxO0.5合金的组织形态'>3.3.1 感应熔炼Cu100-xCrxO0.5合金的组织形态
  • 100-xCrxO0.5合金中的氧化物形态'>3.3.2 感应熔炼Cu100-xCrxO0.5合金中的氧化物形态
  • 100-xCrxO0.5合金的冷却曲线分析'>3.3.3 感应熔炼Cu100-xCrxO0.5合金的冷却曲线分析
  • 3.4 小结
  • 2合金的凝固实验'>第4章 CU-CR-SI CU-CR-SIO2合金的凝固实验
  • 4.1 感应熔炼CU-CR-SI合金结果分析
  • 4.1.1 感应熔炼Cu-Cr-Si合金的组织形态
  • 4.1.2 感应熔炼Cu-Cr-Si合金的氧化物形态及成分分析
  • 4.1.3 感应熔炼Cu-Cr-Si合金的冷却曲线分析
  • 2合金结果分析'>4.2 感应熔炼CU-CR-SIO2合金结果分析
  • 2合金的组织形态'>4.2.1 感应熔炼Cu-Cr-SiO2合金的组织形态
  • 2合金的氧化物形态及成分分析'>4.2.2 感应熔炼Cu-Cr-SiO2合金的氧化物形态及成分分析
  • 2合金的冷却曲线分析'>4.2.3 感应熔炼Cu-Cr-SiO2合金的冷却曲线分析
  • 4.3 小结
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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