【doc】 热处理工艺对用微量Cr合金化的Cu—Zn合金组织性能的影响.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【doc】 热处理工艺对用微量Cr合金化的CuZn合金组织性能的影响.精品文档.热处理工艺对用微量Cr合金化的CuZn合金组织性能的影响技术与装备?生产邓楚平/黄伯云/潘志勇/fl-,-V<DengChuping/HuangBoyun/PanZhiyong/YinZhimin热处理工艺对用微量Cr合金化的CuZn合金组织性能的影响InfluencesofheattreatmenttechnologyonstructurepropertiesofCu-Znalloyedwithmicro-amountofCr微量铬,锆和稀土添加到铜中可以

2、显着提高铜和铜合金的强度和耐热性,用微量铬,锆和稀土微合金化的铜合金在电工,电子,电机行业有广泛用途.材料制备过程中,形变热处理对这类合金组织和性能有很大的影响,是提高这类合金性能的有效途径.本文研究了形变热处理工艺对CuznCr合金组织与性能的影响,旨在为这类合金的加工和热处理工艺优化提供实验依据.材料及实验方法Materialswithexperi-mentaImethod研究合金的成分为Cu一24Zn一0.40.9Cr,合金在中频感应炉中熔炼,之后采用半连续急冷铸造铸成145mm的铸锭.铸锭锯切成220mm长的圆锭,950加热后在带水封挤压的800t卧式挤压机上进行挤压并水淬,挤压比为1

3、5:1,挤压型材尺寸为8minx36mm的扁条.之后,挤压材再在10t拉床上冷拉成条材,冷拉变形量为35%.研究了时效工艺对冷拉变形条材合金组织和性能的影响.时效试验温度范围为370550参照科研组原有的工作,时效时间先定4小时.时效温度优化后,接着在筛选的时效温度下对时效时间做进一步的优化,时间为06小时.热处理在马弗炉中进行,时效后空冷条材力学性能样品沿纵向截取,样品尺寸及加工按国标进行,标距长50ram.在CSS一2200材料试验机上进行拉伸力学性能测试,拉伸速度为2ram/rain.在7501型涡流导电仪上进行导电性能测试.金相样品磨面取自条材纵向截面,研磨抛光后用重铬酸钾一盐酸溶液侵

4、蚀,之后在MET一1显微镜上观察分析样品再结晶的情况,形变热处理过程中的显微世界有色金属2005年第12期组织结构及其变化的观察在TecnaiG220S-TWIN分析电镜上进行.实验结果Experimentalresult时效工艺对合金力学性能和电学性能的影响I”luencesoftime-effectivenessprocessonmechanicalandelectricalpropertiesofalloys不同时效工艺对合金力学性能和电学性能的影响见图1图1的结果表明,在实验温度范围内,随时效温度升高,合金的屈服强度和抗拉强度先升后降,导电率则单调上升.450时效,其强度和导电性能都较

5、好36(3804004204404604805O0520540560时教温度图1研究合金力学性能和电学性能与时效温度的关系a)拉伸力学性能.b)电导率在450CD效温度下,时效时间对合金力学性能和电学l生能的影响见图2.由图可见,在实验时间范围一18内.合金的屈服强度和抗拉强度先升后降,导电率则单调上升.所以,450CT4小时时效,合金的性能最优,抗拉强度,屈服强度和延伸率分别达到482MPa,388MPa和23.6%.相对电导率则达到78.2%IACS.HI设日】J,h图2450C时效条件下时效时间对合金力学组织和性能的影响a)拉伸力学性能:b)电导率不同时效处理态合金的显微组织结构Micr

6、oscopicstructureofalloysundervarioustime-effective-nessprocessing挤压后淬火态的金相组织为等轴晶粒组织.冷拉后晶粒沿加工方向拉长.透射电镜下可见到晶粒内有大量位错缠结.经390550oc时效,合金的金相组织发生了明显的再结晶和晶粒长大,与此同时.铜基固溶体基体中析出了大量的粒度为2030nm的球形粒子.物相分析结果表明,这些粒子大都为Cr粒子.分析与讨论Analysisanddiscussion研究合金挤压后在线水淬,随后冷变形,人工时效,这种工艺是一种形变热处理工艺.在线水淬得到过饱和固溶体,由于挤压材出口的温度高,挤压材在线水

7、淬后得到的金相组织为完全再结晶等轴晶粒组织,这种过饱和固溶体由于合金元素cr含量低,性软,容易加工变形.加工过程中在铜基固溶体中会形成大量的形变位错.冷加工后时效的合金显微组织结构和性能在时效过程中会发生两个方面的变化:一方面,预冷变形过程中形成的位错组态在热激活下运动,依据时效温度和时间的不同会依次发生回复和再结晶.与此同时.合金的硬度,强度随之下Technology&Equipment降.延性升高.基体点阵畸变引起的电子散射现象也随之减弱.电导率会随之上升.另一方面,时效过程中.在一定的时效温度下过饱和固溶体会发生分解析出Cr粒子.非共格的弥散粒子析出会显着强化固溶体基体.使合金的

8、硬度,强度上升,延性则有所降低与此同时,固溶程度降低,溶质原子造成的晶格畸变对电子的散射将减弱,基体导电率也相应提高.鉴上所知:第一.时效态合金的力学性能由再结晶软化和时效析出强化二个过程控制,450oc以下时效.时效时间在4h以前.析出强化大于再结晶软化,合金强度单调上升;时效温度在450oC以上,时效时间在4h以后.合金发生明显的再结晶,基体再结晶软化大于析出强化.合金的强度明显下降.第二,时效过程中合金的电学性能也由上述二个过程控制.一是再结晶软化导致基体点阵对电子散射作用减弱,合金的电导率会升高:二是析出粒子的存在.对电子会产生附加散射.电导率会降低,但是.cr粒子的析出降低了基体的固

9、溶程度.基体对电子的散射将减弱,基体导电率会回升可以看出.450oc,时效4小时是研究合金获得力学性能和电学性能最佳的时效处理制度.结论Conclusion1)用铬微合金化的cuzncr合金固溶一冷变形后时效,有明显的形变热处理时效强化效果,合金在线水淬后经45%预冷变形和450oc时效4小时.合金的抗拉强度,屈服强度和延伸率分别达到482MPa,388MPa和23.6%.相对电导率则达到78.2%IACS.2)时效态合金力学性能由再结晶软化和时效析出强化二个过程控制,合金的高强度主要来源于预冷变形和时效过程中引起的亚结构强化和微量Cr引起的Cr粒子析出强化.垒整.技术与装备栏目支持单位:中国有色金属加工工业协会薹技术与装备栏目协办单位:薯焦作市东方金铅有限公司二南京市长江电炉厂有限公司毫毒南京市南铝模具制造修复中心隶北京鑫建节能技术有限公司善文.毋.趺跌.I奥.毋.-奥.腆.燕.奥腆.腆.:一19一WORLDNONFERROUSMETALS2005.12