纤维相复合强化Cu-6%Ag合金及其稀土元素微合金化

【摘要】：通过大变形冷拉拔结合中间热处理制备了纤维相增强的Cu-6%Ag合金,研究了 合金在不同加工状态下的显微组织及纤维相的形成过程。Cu-6%Ag合金铸态组织包 括富Cu相基体和共晶体,共晶体中包含更细的两相层叠结构。在冷变形过程中,合 金中各组织均演变成纤维状,尤其共晶体可演变为由更细密排列纤维组成的纤维束 形态,并且Cu基体纤维中还包含大量在退火过程中析出的次生Ag相形成的细小Ag纤 维。随着变形程度的提高,合金硬度和强度升高而相对电导率下降。所研制的合金 可以在抗拉强度达1. 1GPa时相对电导率仍能保持在72%IACS。 通过添加不同含量的稀土元素研究了稀土对Cu-6%Ag合金组织和性能的影响。 结果表明,稀土元素使得Cu-6%Ag合金枝晶轴间距增大及晶粒细化,提高了两相中 Ag的饱和浓度以及共晶体数量,可在一定程度上改善Cu-6%Ag合金的硬度和抗拉强 度。 通过在Cu-6%Ag合金中添加Cr及稀土元素研究了Cr及稀土在合金中的微合金化 作用。结果表明,添加1%的Cr元素使得Cu-6%Ag合金铸态组织中共晶组织更趋于分 散并向离异共晶形态发展。Cr元素基本固溶在Cu基体内,降低了Ag在Cu基体内的固 溶度。在Cu-6%Ag合金中添加1%的Cr在低的变形程度下可以同时提高合金的强度和 相对电导率。对Cu-6%Ag-1%Cr合金进行适量稀土微合金化可以在不损失合金电导率 的同时使合金强度得到一定程度的提高。 采用不同温度退火的方法研究了试验合金导电性和抗拉强度随显微组织变化的 关系。变形合金的双相纤维复合组织在200℃热处理时无明显变化,合金强度和硬度 基本不变,导电性能略有升高。当热处理温度升高到400℃以上时,纤维组织演变成 沿变形方向排列的等轴晶粒,合会强度及硬度显著下降,导电性能显著上升。适当 的热处理工艺如果能使再结晶晶粒仅局限于纤维相内部生长而组织仍能保持完整的 纤维形态,则合金能够表现出较好的强度与导电性匹配。