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Cu-Zn-Cr合金时效过程中组织、性能及机理的研究

王永正  
【摘要】:采用半连续铸造制成的Cu-17Zn-0.4Cr合金(质量分数%),通过硬度、强度测试、室温拉伸测试、电导率测定、金相分析、XRD分析、SEM及TEM分析等方法研究了不同加工和热处理工艺对该合金的力学性能、导电性能及其组织结构的影响和变化规律,并从理论上进行了分析和解释。研究结果表明: 1.Cu-Zn-Cr合金是典型的时效强化型合金。本试验条件下,Cu-17Zn-0.4Cr合金固溶时效的最佳工艺为930℃快速热轧淬火和450℃/1h时效,合金的强度和导电性:σ_b=458.51 MPa,σ_r=55.1%IACS。 2.快速热轧淬火工艺具有固溶淬火和加工强化的双重作用,使热轧态合金具有较高的硬度和进一步时效强化能力。 3.研究Cu-Zn-Cr合金的强化机制包括固溶强化、加工硬化及析出强化。形变热处理(快速热轧淬火和时效)工艺可以提高时效后的最终强度,时效后变形热处理对电阻率影响较小。快速热轧淬火后的合金时效过程中受到析出和再结晶过程交互作用的影响。析出的第二相粒子不仅强化了基体,而且一定程度上抑制了再结晶的进行,从而使合金的硬度进一步提高。 4.快速热轧淬火和时效过程中影响合金电导率变化的主要因素有回复和再结晶过程、过饱和固溶体的分解和析出,回复和再结晶使合金的电导率提高,过饱和固溶体的分解使得基体固溶度显著降低,同时也使合金的电导率显著提高。 5.该合金有较好导电性的根本原因在于时效后形成的弥散型复相结构,细小的析出粒子弥散分布于高导电率的基体中,对导电率的影响很小。其导电机制可用单元立方体导电模型来解释。


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