亞微米晶Cu-5Cr復合材料變形工藝與組織性能關系的研究.pdf

1、Cu與Cr是固相不互溶材料，由于Cu-Cr材料具有較高的強度和硬度，良好的導電導熱性能，在制備集成電路引線框架、大容量電觸頭、電車及電力火車架空導線等領域獲得廣泛應用。研究表明，采用機械球磨技術制備細化的Cu、Cr復合粉，經(jīng)燒結和熱靜液擠壓致密化可以獲得近致密的亞微米晶Cu-Cr塊體材料。然而對這種亞微米晶Cu-Cr塊體材料在塑性加工中的變形機制尚缺乏深入系統(tǒng)的研究。本文在制備獲得近致密的亞微米晶Cu-5Cr復合材料的基礎上，進一步對其

2、進行變形加工，研究了其變形工藝與組織和性能的關系，獲得了組織更加細小，綜合性能更加優(yōu)異的導電材料。本文重點進行了以下幾個方面的研究。
　　首先將直徑為Ф16mm的亞微米晶Cu-5Cr棒材進行了兩次熱擠壓實驗，得到了直徑為Ф2mm的絲材。通過組織觀察和性能測試得到了不同擠壓溫度和不同變形程度對Cu-5Cr組織和性能的影響，并由此確定了熱擠壓工藝。結果表明，熱擠壓時材料內(nèi)部同時進行著加工硬化和動態(tài)軟化兩個過程，動態(tài)軟化機制為動態(tài)回復和

3、動態(tài)再結晶。隨著變形溫度的升高，軟化趨勢增強，材料強度和硬度降低而塑性提高。較大變形程度可以獲得比較細小的組織結構。熱擠壓過程有促進Cr顆粒在Cu基體中的分布均勻性以及Cr粒子的彌散析出的作用，彌散分布的Cr顆?？梢砸种凭Я５拈L大，也提高了材料的力學性能和導電性能，Cu-Cr材料強化機制為細晶強化、形變強化和彌散強化。
　　在兩次熱擠壓之后，對Cu-5Cr絲材進行了不同程度的冷拉拔變形，輔以中間退火之后得到了直徑為Ф0.85mm的

4、絲材。實驗研究了不同冷變形程度對絲材組織和性能的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過較大程度的冷變形顯微組織得到細化、加工硬化現(xiàn)象顯著，但是大量內(nèi)部缺陷使導電性能有所下降。通過測試硬度得到了變形后Cu-5Cr絲材的再結晶溫度，從而為拉拔后的退火工藝提供參考。不同溫度退火后，測試結果表明絲材的熱穩(wěn)定性較好。
　　研究了經(jīng)過三個道次的拉拔及退火后Cu-5Cr絲材的組織和性能。發(fā)現(xiàn)變形組織尺寸細小，同時具有較高的強度、硬度和導電性能。變形使晶體內(nèi)部缺陷增多，