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《江西理工大学》 2018年
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定向凝固Cu-Cr-Ti过共晶合金的组织演变规律及性能研究

李焕  
【摘要】:铜合金因具有高导电、高导热、耐腐蚀等性能而被广泛应用于制作电路引线框架材料及电气化列车接触线等。但随着电气化道路的快速发展,对承重索和电接触线材料的强度及导电性有了更高的要求,定向凝固Cu-Cr-Ti合金因变形后形成的纤维组织具有复合材料的优异性能而备受关注。本课题利用中频感应熔炼炉和真空定向凝固炉分别制备了Cu-2.5Cr-0.11Ti过共晶合金、Cu-6.5Cr-0.1Ti过共晶合金及Cu-6.5Cr过共晶合金,对定向凝固后的合金棒进行冷加工变形处理及热处理,研究了定向凝固Cu-Cr-Ti过共晶合金的组织演变规律。通过电阻检测及拉伸实验等手段研究了定向凝固Cu-Cr-Ti过共晶合金的拉伸速率、变形量、时效温度对导电性、抗拉强度及抗软化温度等性能的影响;利用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪等分析检测设备研究了定向凝固Cu-Cr-Ti过共晶合金微观组织的形貌及成分。研究表明:定向凝固Cu-Cr-Ti过共晶合金凝固组织演变规律为:平界面→胞状晶→柱状晶→柱状树枝晶;当凝固速率为5μm/s至50μm/s时,凝固组织存在α-Cu相和共晶相交替生长的带状组织,当凝固速率为100μm/s时,带状偏析现象消失。对于拉伸速率为100μm/s的Cu-2.5Cr-0.11Ti过共晶合金,导电率随变形量的增加而下降,随时效温度的升高而先升后降,在时效450℃×1h后电导率达到峰值83.73%IACS;抗拉强度随时效温度的升高而先升后降,在时效450℃×1h后抗拉强度达到峰值537MPa;对于拉伸速率为20μm/s和30μm/s的Cu-2.5Cr-0.11Ti过共晶合金,导电率随变形量的增加而逐渐下降,随时效温度的升高而增加,抗拉强度随时效温度的升高而减小。拉伸速率为20μm/s、30μm/s和100μm/s的Cu-6.5Cr-0.1Ti过共晶合金,其导电率随变形量的增加而减小,随时效温度的升高而增加,抗拉强度随时效温度的升而先增后减并在450℃×1h时达到峰值546MPa。Cu-Cr-Ti过共晶合金断后延伸率随时效温度的升高而增加。Cu-2.5Cr-0.11Ti过共晶合金的抗软化温度为547℃左右,Cu-6.5Cr-0.1Ti过共晶合金的抗软化温度为550℃左右。本文的创新之处:研究了定向凝固Cu-Cr-Ti过共晶合金在低拉伸速率下的组织演变规律,揭示了Cu-Cr-Ti过共晶合金中(α-Cu+β-Cr)共晶相的生长机制。研究了低拉伸速率下Cu-Cr-Ti过共晶合金中带状组织的演变规律,确立了带状组织形成的拉伸速率范围,发现了由α-Cu相和低Cr共晶相与高Cr共晶相组成的新带状组织类型,该带状组织是对现有带状组织类型的完善。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TG146.11

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