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时效处理对快速凝固Cu-Cr合金组织性能的影响

王茜  
【摘要】: Cu-Cr合金是一类被广泛应用的高强高导铜合金,而快速凝固技术的应用使Cu-Cr合金在制备中可以更好的消除偏析,细化晶粒,从而达到提高合金强度的目的。 本文在对大量文献和已有科研成果进行研究和总结的基础上,选取了Cr原子含量为2.5%的过饱和Cu-2.5%Cr合金作为研究对象。采取了真空旋铸法制备合金样品,设定不同的冷却速度(铜辊转速选择在15m/s~25m/s区间内),得到6组不同的合金样品,利用Biot数值来确定合金的冷却方式,并计算出对应的近似冷却速率。通过观察分析冷却速度对晶粒度的影响,继而得出冷却速度与Cu-Cr系合金强度及导电性的关系。 通过选取不同的时效处理参数对合金进行热处理,分析处理后的合金样品的组织和性能,比较结果后得出Cu-2.5%Cr合金的最佳时效参数为500℃、120min。并利用光学显微镜和电子显微镜观察过饱和Cu-2.5%Cr合金样品的组织形貌,发现时效过程中,随时效时间的增加合金中第二相的析出体积随之增加。且第二相首先在空位、位错、晶界等晶体缺陷处析出,析出的Cr相通常呈球型或椭球型弥散散布于基体中,随时效进行而明显粗化。对其进行XRD相分析后,可以得到同一成分的合金在不同凝固条件下,Cr相的含量随着凝固速度的提高而降低的结论。结合实验结果,研究时效过程中的强化机理和导电机理,并根据相变动力学Avrami经验方程,建立出合金在时效过程中的动力学方程和导电性与时效时间的关系表达式。


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