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

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1、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Cu—Zn合金组织性能的影响InfluencesofheattreatmenttechnologyonstructurepropertiesofCu-Znalloyed

2、withmicro-amountofCr微量铬,锆和稀土添加到铜中可以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Cu—zn—Cr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一2～4Zn一0.4～0.9Cr,合金在中频感

3、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15:1,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370～550℃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0～6小时.热处理在马弗炉中进行,时效后空冷条材力学性能

4、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~”lu—e

5、ncesoftime-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450~CD~效温度下,时效时间

6、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,450~CT4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2450~C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Microscopicstructureofalloysundervarioustime-effect

7、ive-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390～550oc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20～30nm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,挤压材在线水淬后得到的

8、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Technolog