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《浙江大学》 2011年
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高速电气化列车高强高导接触线用Cu-Cr-Zr合金组织和性能

李晓峰  
【摘要】:本文采用冷变形结合中间热处理方法制备了不同Zr及Mg元素含量的Cu-0.4wt.%Cr-0.02 wt.%Si合金,通过研究不同元素含量的Cu-0.4 wt.%Cr-0.02 wt.%Si合金在不同变形量下的组织形态、强度以及电导率,分析了Zr、Mg元素对合金力学性能和电学性能的影响,进而优化合金成分。在此基础上,进一步对比不同热处理工艺参数对合金组织以及性能的影响,进一步优化合金的热处理工艺。选取最优成分采用最优热处理工艺研究了冷拉拔对Cu-0.4 wt.%Cr-0.12 wt.%Zr-0.02 wt.%Si-0.05 wt.% Mg合金组织性能的影响以及合金强变形下的热稳定性,探讨了合金的强度、位错密度以及储存能三者之间的关系。 四种试验合金的抗拉强度均随变形程度的增加而增加,添加Zr元素的合金抗拉强度始终高于不含Zr元素的合金,且强度上升幅度比较大。Mg元素也表现出一定的强化作用,但强化效果低于Zr元素。随变形量增加,四种合金的相对电导率大致呈下降趋势。Zr元素对合金电导率的损害作用随变形量的增加而增加,在η=6.1时,可使电导率下降约7.2 %IACS.Mg元素对相对电导率的影响比较稳定,并没有随变形量的增加有明显的改变,基本使电导率波动幅度在(2-3)%IACS. 将η=1.8的四种试验合金在500℃进行等温退火处理,四种试验合金的显微硬度均随退火时间的延长先增大而后减小并在经过1 h退火处理后达到峰值,添加Zr元素的合金显微硬度始终高于不含Zr元素的合金,且硬度下降的幅度小于不含Zr元素的合金。四种试验合金的相对电导率均随退火时间延长先剧烈增加而后缓慢增加,且均在经过1h退火处理后增加的幅度达到最大值。 在拉拔应变比小于6.7范围内,随着变形程度的增加,Cu-0.4 wt.%Cr-0.12 wt.%Zr-0.02 wt.%Si-0.05 wt.%Mg合金晶粒逐渐细化,纤维状晶粒的最小晶粒尺寸约为490 nm.晶体取向逐渐背离完全退火态晶体取向,并逐渐形成111织构。合金的屈服强度、微应变、位错密度以及储存能随变形量增加而增加。通过热分析,计算了不同变形量合金的储存能并进一步估算合金的位错密度和屈服强度。合金储存能的释放主要是由于位错密度的降低。当变形量6.7≤η≤7.4时,Cu晶粒会有一定程度的粗化同时对应着屈服强度、位错密度、微应变和储存能的降低,这说明Cu-0.4 wt.%Cr-0.12 wt.%Zr-0.02 wt.%Si-0.05 wt.%Mg合金在这此变形程度下发生动态回复再结晶。 将Cu-0.4 wt.%Cr-0.12 wt.%Zr-0.02 wt.%Si-0.05 wt.%Mg合金在不同温度下退火1 h,随着退火温度升高,纤维状的Cu晶粒逐渐被粗大的等轴晶替代。在这一过程中,硬度、微应变、屈服强度和电阻率逐渐下降。随着退火温度升高,拉拔态合金晶体取向逐渐接近完全退火态晶体取向,纵横截面硬度差值逐渐降低。储存能的释放主要由于位错密度降低,合金主要的强化机制为位错强化。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG146.11

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭守晖;沉淀强化铜合金的制备及组织性能研究[D];南昌大学;2012年
【参考文献】
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1 罗海荣;崔华;李永兵;郝斌;蔡元华;张济山;;喷射沉积快速凝固技术制备镁合金的研究现状及展望[J];材料导报;2006年08期
2 姜锋;陈小波;陈蒙;蒋龙;向周丹;王炜;;高强高导Cu-Cr-Zr系合金纳米析出相及其作用机理的研究进展[J];材料导报;2009年01期
3 毕晓勤,胡锐,李金山,朱琦,傅恒志;定向凝固Cu-Cr自生复合材料的微观组织演变[J];材料科学与工艺;2005年02期
4 刘嘉斌,孟亮,张雷;等温退火对纤维相复合强化Cu-12%Ag合金组织、力学性能及电导率的影响[J];稀有金属材料与工程;2005年09期
5 刘强,崔建忠,许光明,刘晓涛;用上引连铸法生产铜银合金接触线的实验研究[J];东北大学学报;2004年09期
6 吴积钦;;弓网系统电弧的产生及其影响[J];电气化铁道;2008年02期
7 张强;王作祥;;铜镁合金接触线的引进与技术自主再创新[J];电气化铁道;2009年01期
8 汪玉成;;接触网用稀土铝合金接触线的研究[J];电线电缆;1983年04期
9 丁雨田,李来军,许广济,寇生中,丁宗富;接触线材料的现状及研究热点[J];电线电缆;2004年02期
10 王卫东,郭立华,武现军;电力牵引用内包式钢铝接触线磨耗计算[J];电线电缆;2005年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋鹏飞;王敬丰;潘复生;;高强变形镁合金的研究现状及展望[J];兵器材料科学与工程;2010年04期
2 李旋;辛海鹰;翟景;陈伟;;喷射沉积Mg-Al-Ca-Zn镁合金力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2011年02期
3 刘嘉斌;曾跃武;张雷;孟亮;;Cu-Ag合金中析出相界面结构及其对合金性能的影响[J];北京科技大学学报;2007年02期
4 刘平;贾淑果;赵冬梅;任凤章;田保红;康布熙;;高速电气化铁路用铜合金接触线的研究进展[J];材料导报;2004年06期
5 贺佳;刘嘉斌;孟亮;;纤维相复合Cu-Ag合金组织、性能及合金化的研究与发展[J];材料导报;2006年10期
6 毕晓勤;傅恒志;;Cu-Cr合金初生相对共晶生长的影响机制研究[J];材料导报;2009年14期
7 刘琳静;陈敬超;于杰;;Cu合金时效析出的计算模拟研究进展[J];材料导报;2010年03期
8 郭望望;贾淑果;刘平;陈小红;马凤仓;;非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金研究进展[J];材料导报;2010年S2期
9 杨运川;;SCR连铸连轧法制备Cu-Sn接触线工艺及Sn对组织和性能的影响[J];材料导报;2012年02期
10 赵媛霞;刘平;刘新宽;陈小红;马凤仓;李伟;何代华;;高速电气化铁路接触线的研究与应用[J];材料导报;2012年03期
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1 吴予才;何剑辉;谢水生;;浅析高铁用铜合金接触导线生产工艺及装备[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
2 杨明波;唐丽文;杨慧;赵玮霖;陈健;;高强镁合金的研究现状及进展[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
3 黄天林;陈宏生;刘庆;;晶粒取向对大晶粒工业纯镍形变储能的影响研究[A];第二届全国背散射电子衍射(EBSD)技术及其应用学术会议暨第六届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2007年
4 李晓峰;刘嘉斌;孟亮;;Zr和Mg元素对Cu-Cr-Si合金组织和性能的影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
5 解浩峰;米绪军;黄国杰;尹向前;李艳锋;高宝东;;形变热处理对Cu-Cr-Zr-Ag合金微观组织与性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
6 李晓峰;于增;董安平;王立天;孟亮;;冷拉拔对Cu-0.4wt.%Cr-0.12wt.%Zr-0.02wt.%Si-0.05wt.%Mg合金组织和性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
7 毕莉明;刘平;陈小红;刘新宽;马凤仓;李伟;;Ag对形变Cu-Fe-Zr原位复合材料组织和性能的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
8 赵媛霞;刘平;刘新宽;陈小红;马凤仓;李伟;何代华;;高速铁路用铜镁合金接触线材料热变形方程及其模拟应用[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
9 吴玉程;王德宝;王文芳;宗跃;黄新民;;SiC颗粒增强Cu-Cr合金制备工艺及性能研究[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
10 王玉平;张润理;游一民;;快速凝固法制备细晶超细晶Cu-Cr合金的进展[A];2010输变电年会论文集[C];2010年
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1 姜国强;弓网滑动电接触摩擦磨损行为研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 杨媛;高速铁路供电系统RAMS评估的研究[D];北京交通大学;2011年
3 丁涛;电气化铁路受电弓/接触线摩擦磨损性能及电特性研究[D];西南交通大学;2011年
4 谢志雄;多元合金化Cu-Fe原位复合材料的组织和性能研究[D];上海交通大学;2012年
5 付亚波;铜合金水平电磁连铸及行星轧制技术的研究[D];大连理工大学;2011年
6 刘东华;粉末冶金铁基高温合金的制备及其微观组织和高温性能研究[D];中南大学;2010年
7 成棣;车轮型面多目标优化设计研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
8 高松福;提高钢轨铝热焊接头性能研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
9 张雷;纤维相增强Cu-Ag合金的显微组织及力学和电学性能[D];浙江大学;2005年
10 武会宾;弛豫—析出控制相变技术对贝氏体钢组织热稳定性的影响[D];北京科技大学;2005年
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1 王茜;时效处理对快速凝固Cu-Cr合金组织性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 赵汝彬;受电弓滑板滑动电接触磨损特性的实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 蒋黎明;易切削高导碲铜合金的研究与开发[D];江西理工大学;2010年
4 叶畅;动车组弓网系统电磁骚扰研究[D];北京交通大学;2010年
5 冯晶;CuCr合金时效析出的第一原理计算与分子动力学模拟[D];昆明理工大学;2009年
6 李玉章;连续挤压铜包钢线材工程化关键问题实验研究[D];昆明理工大学;2010年
7 陈晓华;铁路应答器检测系统—上位机应用软件设计[D];电子科技大学;2011年
8 梁秋颖;不同晶粒尺寸Cu-Ag合金腐蚀电化学行为研究[D];沈阳师范大学;2011年
9 吴凯伟;车辆—有砟轨道—桥梁空间耦合系统减振措施研究[D];北京交通大学;2011年
10 马辉;高速铁路列车开行方案与运力资源反馈调整系统研究[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
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1 胡会军;蔡庆辉;王洪兵;;宝钢板坯连铸结晶器使用技术实践[J];宝钢技术;2008年04期
2 田大标;;铌在高铬铸铁堆焊层中的存在状态[J];中国表面工程;2008年06期
3 潘川;吴智武;王移山;柳小坚;何志勇;;Nb在高铬铸铁型堆焊金属中的作用[J];中国表面工程;2012年01期
4 刘政军;张桂清;刘铎;李永奎;尹奕君;谢宇;;Cr-B-Ni-W-V系堆焊合金的组织性能及耐磨机理[J];表面技术;2006年05期
5 曹中秋,曹丽杰,牛焱;晶粒细化对Cu-45Ni-30Cr合金抗高温氧化性能的影响[J];材料保护;2005年06期
6 温宏权,毛协民,徐匡迪,叶文博;铜电车线材料的研究进展[J];材料导报;1998年01期
7 赵冬梅;董企铭;刘平;金志浩;黄金亮;;铜合金引线框架材料的发展[J];材料导报;2001年05期
8 彭涛;辜承林;;脉冲强磁体导体材料研究[J];材料导报;2004年01期
9 雷若姗;汪明朴;郭明星;李周;;形变复合法制备高强高导纳米Cu-Nb合金的研究进展[J];材料导报;2008年02期
10 梁明;卢亚锋;张平祥;李成山;闫果;陈自力;李金山;;高强度高导电Cu-Nb微观复合材料的研究进展[J];材料导报;2009年17期
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1 张雷;纤维相增强Cu-Ag合金的显微组织及力学和电学性能[D];浙江大学;2005年
2 刘国军;铜合金高温抗氧化性的研究[D];吉林大学;2008年
3 慕思国;高强高导Cu-Cr-Zr系合金制备新工艺及理论研究[D];中南大学;2008年
4 张毅;微合金化高性能Cu-Ni-Si系引线框架材料的研究[D];西安理工大学;2009年
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1 余璐;自保护硬面药芯焊丝及性能研究[D];华中科技大学;2011年
2 许方山;等径角挤压接触线用Cu-Cr-Zr合金的研究[D];南京理工大学;2012年
3 于广文;含钨高铬铸铁组织及性能研究[D];郑州大学;2007年
4 杨威;超高碳高铬耐磨堆焊合金微观组织研究[D];机械科学研究总院;2007年
5 李逢波;低成本高效化堆焊药芯焊丝的研究[D];山东大学;2009年
6 吕海波;铜铝合金氧化过程探讨[D];吉林大学;2010年
【二级参考文献】
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1 白丽华,马宏声,张谦;Mg-Zn-Zr-Y合金的雾化沉积及其对性能的影响[J];兵器材料科学与工程;1994年02期
2 陈亚军,田军花,陈琦,王自东;真空熔炼、氩气保护连续定向凝固技术[J];北京科技大学学报;2004年05期
3 周志明;王亚平;胡红军;王春欢;;CuCr50合金的快速凝固[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年01期
4 崔成松,李庆春,沈军,蒋祖龄,范洪波;喷射沉积快速凝固材料的研究及应用概况[J];材料导报;1996年01期
5 郑雁军,姚家鑫,李国俊;高强高导电铜合金的研究现状及展望[J];材料导报;1997年06期
6 温宏权,毛协民,徐匡迪,叶文博;铜电车线材料的研究进展[J];材料导报;1998年01期
7 赵冬梅;董企铭;刘平;金志浩;黄金亮;;铜合金引线框架材料的发展[J];材料导报;2001年05期
8 陈文革,王纯;集成电路用金属铜基引线框架和电子封装材料研究进展[J];材料导报;2002年07期
9 张雷,颜芳,孟亮;高强高导Cu-Ag合金的研究现状与展望[J];材料导报;2003年05期
10 方善锋,汪明朴,程建奕,李周;高强高导Cu-Cr-Zr系合金材料的研究进展[J];材料导报;2003年09期
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1 张家涛;高性能Cu-Cr(Zr、Mg)自生复合材料研究及其应用[D];昆明理工大学;2001年
2 苏娟华;大规模集成电路用高强度高导电引线框架铜合金研究[D];西北工业大学;2006年
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1 张生龙;Cu-Cr-Zr和Cu-Zn-Cr-Zr合金时效特性研究[D];中南大学;2002年
2 刘永红;铁路客运专线接触网系统工程技术的研究[D];西南交通大学;2007年
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3 张守魁,王丹虹;铸态高强度球墨铸铁的研制与生产[J];机械工程材料;1994年04期
4 何振邦;铸造高温合金在穿孔机导板上的应用[J];西安工业学院学报;1994年02期
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6 李祖德;赵慕岳;罗述东;易健宏;;含锰高强度低合金烧结钢(Ⅰ)——成分系列[J];粉末冶金材料科学与工程;2008年02期
7 李祖德;赵慕岳;罗述东;易健宏;;含锰高强度低合金烧结钢(Ⅱ)——锰的加入方式和烧结过程特征[J];粉末冶金材料科学与工程;2008年03期
8 王天祥,陈霞雯;稀土元素对ZL104合金作用的研究[J];南京理工大学学报(自然科学版);1987年03期
9 乐启炽;崔建忠;;Mg—Li合金轧制制度研究[J];浙江冶金;1997年01期
10 陈军;TiNi形状记忆合金强化的钛基和铝基复合材料[J];钛工业进展;2001年03期
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1 姜伟;陈九磅;鲁萍;;Cu-17Zn-0.4Cr合金固溶时效处理的组织与性能[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
2 李宁;李爱民;袁超;王志刚;王艾竹;;Monel K-500合金冷拔材变形量及时效温度对性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
3 陈江华;;材料科学研究中透射电镜应用的新进展与新突破(摘要)[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
4 王晓波;陈淼;张伟强;阎逢元;刘维民;;羰基钴及其衍生物的摩擦学行为研究[A];第七届全国摩擦学大会论文集(二)[C];2002年
5 孙莉;孙威;马秀梅;张泽;;Mg-Y-Nd合金纳米析出相的电子显微研究[A];纳米材料与技术应用进展——第四届全国纳米材料会议论文集[C];2005年
6 李润霞;栾新颖;李青;刘哲;李晨希;袁晓光;;热处理对铸态过共晶Al-Fe基合金组织和性能的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
7 向军军;薛寒松;邵兴洲;赵天生;王开;;Gd对Mg-Gd-Y-Zr镁合金热处理性能影响[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年
8 浦惠康;田沛玉;;长期时效对GH3044合金性能的影响[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年
9 贾新云;黄朝晖;谭永宁;张强;张宏炜;赵希宏;;长期时效对定向凝固高温合金DZ9组织和性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
10 解浩峰;米绪军;黄国杰;尹向前;李艳锋;高宝东;;形变热处理对Cu-Cr-Zr-Ag合金微观组织与性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
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1 ;华硕M5N[N];中国电脑教育报;2004年
2 曹文英;等离子多元合金共渗强化技术[N];中国乡镇企业报;2001年
3 通讯员戴睿云记者朱仁华;打造“先进制造”的利器[N];浙江日报;2002年
4 ;华硕M5N笔记本电脑 试用报告[N];电脑报;2004年
5 刘国昌;高钒耐磨合金即将进入产业化试生产阶段[N];今日信息报;2003年
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1 袁宝国;置氢Ti-6Al-4V合金室温变形行为及改性机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 袁宝国;置氢Ti–6Al–4V合金室温变形行为及改性机理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 景然;高强度TiZrAlV合金的制备及组织性能研究[D];燕山大学;2013年
4 付彭怀;Mg-Nd-Zn-Zr合金微观组织、力学性能和强化机制的研究[D];上海交通大学;2009年
5 姚大伟;强变形多相纤维复合合金的组织与性能[D];浙江大学;2013年
6 王振国;新型TiAlCrFe系低成本钛合金的组织与性能研究[D];北京有色金属研究总院;2013年
7 姜东梅;Mg-Zn-Ca-Zr/Nd/Y生物镁合金组织、力学性能和腐蚀行为研究[D];吉林大学;2014年
8 高岩;Mg-Y-Gd-Zn-Zr镁合金组织、性能及其蠕变行为研究[D];上海交通大学;2009年
9 张智慧;7000系铝合金的淬火敏感性研究[D];北京有色金属研究总院;2014年
10 林建波;Hastelloy N合金的离子辐照损伤及辐照后熔盐腐蚀机理研究[D];中国科学院研究生院(上海应用物理研究所);2014年
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1 曾宪波;Ti_3Al基合金中α_2、O和β_0相基本力学性质的Nb合金化效应[D];湖南大学;2009年
2 赵亚军;基于团簇模型设计的Cu-Ni-Mo合金的结构及导电性[D];大连理工大学;2012年
3 王微;Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金精密铸件组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 李海超;喷射成形Al-22Si-5Fe-3Cu-1Mg-xMn合金组织与性能的研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
5 王冠娟;熔盐电解Al-Li-La系合金及其电化学行为研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 张树清;Mg-Al-Zn-Si合金的制备、组织与性能研究[D];陕西理工学院;2013年
7 何毅;Inconel 718合金δ相的析出及变形工艺的热模拟研究[D];江苏大学;2010年
8 陆晓培;合金元素和热处理对Cu-Ag-Cr合金显微组织与性能的影响[D];浙江大学;2014年
9 王威;Cd、Sn合金化α基Mg-Li合金组织与力学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王其龙;砂型铸造Mg-10Gd-3Y-Zr合金的组织和性能研究[D];上海交通大学;2010年
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