不同雙級時(shí)效制度下Cu-Cr-Zr-Mg性能的研究.pdf

1、本課題通過大量的綜合試驗(yàn),研究Cu-Cr-Zr合金經(jīng)不同時(shí)效處理后所形成的晶體組織、析出相的變化與抗拉強(qiáng)度及電導(dǎo)率性能的變化的關(guān)系。通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn),得到最佳的固溶時(shí)效熱處理工藝,其結(jié)論如下:
　　(1)通過成分優(yōu)化設(shè)計(jì),配制出了Cu-0.43Cr-0.15Zr-0.06Mg合金。熔煉溫度在1250℃左右,保溫時(shí)間為15-20min;澆鑄溫度在1150-1200℃,在熔煉過程中,Zr最容易氧化燒損,其次是Cr和Mg。除有少

2、量氣孔與表面夾渣物之外,澆鑄出來的鑄錠質(zhì)量較好。
　　(2)在電鏡下可以看到在鑄態(tài)基體里存在著不連續(xù)的細(xì)小粒狀的第二相,主要含有Cu、Cr、Zr三種元素,鑄造組織呈枝晶狀相對細(xì)小、均勻,各組實(shí)樣平均洛氏硬度為35.91HRB,平均電導(dǎo)率為34.37％IACS。
　　(3)固溶溫度選用950℃保溫時(shí)間在60min,采用水淬的方法冷卻,水淬后所得固溶組織較好,此時(shí)晶粒為等軸狀,通過電鏡及能譜分析發(fā)現(xiàn)幾乎沒有未溶的第二相。

3、　　(4)一次時(shí)效后,合金的電導(dǎo)率大幅度增加,這是由于大部分析出相的析出所致,且時(shí)效時(shí)間越長電導(dǎo)率越高,時(shí)效溫度約高電導(dǎo)率越高;而抗拉強(qiáng)度在450℃、520℃、600℃時(shí)效時(shí),都在2.5小時(shí)左右出現(xiàn)峰值,這是因?yàn)殡S著時(shí)效時(shí)間的增加,析出相開始長大,同時(shí)基體金屬再結(jié)晶。
　　(5)二次時(shí)效時(shí),由于基體變得干凈,隨著溫度的升高,過飽和度和吉布斯自由能的減小,導(dǎo)致第二相從新融入基體,這種現(xiàn)象叫做回歸。由于回歸的發(fā)生,使得電導(dǎo)率先增后減,

4、同時(shí),由于Zr元素對合金再結(jié)晶溫度影響很大,一次時(shí)效后后Zr基本析出,導(dǎo)致再結(jié)晶溫度降低,基體劇烈再結(jié)晶,抗拉強(qiáng)度降低。
　　(6)一次時(shí)效后觀察析出相,此時(shí)的析出相為Cu5Zr和Cr單質(zhì),可能含有Cu51Zr14和Cr2Cu,此時(shí)的析出相從顏色上看比較模糊,和基體比較接近,可能是過渡相。二次時(shí)效后觀察,析出相為Cu5Zr和Cr,有可能含有Cu3Zr,此時(shí)析出相比較明顯,且比一次時(shí)效后的析出相數(shù)量更多,體積更大,此時(shí)應(yīng)該是穩(wěn)定相。

5、
　　(7)通過7因素3水平正交實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)影響最終制品電導(dǎo)率的主要因素是一次時(shí)效溫度(460℃~600℃),其次是二次時(shí)效時(shí)間(1.5h~4h)和一次時(shí)效時(shí)間(1.5h~4h);影響抗拉強(qiáng)度的主要因素是二次時(shí)效時(shí)間(1.5h~4h),其次是一次時(shí)效時(shí)間(1.5h~4h)和二次冷軋量(50%～70%)。通過綜合分析法得出最佳工藝方案:熱軋75%+固溶950℃×60min+一次冷軋70%+一次時(shí)效520℃×2.5h+二次冷軋50%