高强高导CuCrNi合金的制备、结构与性能研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名、7日期：血』!：么：』．．垒论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循

2、此规定)～签一翩虢纽⋯幽本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社"进行电子和网络出版，并编入CNKI系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。研究生签名：．⋯一导师签名：一，一日摘要I帆Y呲2帅3㈣7吣1帅0呲2眦6眦Cu—Cr系(Cr<1．2wt％)合金因其具有优良的导电性和较高的强度被广泛用于电力、电子行业，比如高压开关中的触头材料、接触导线等。Cu-Cr系合金是析出强化型铜合金的主要代表之一，但Cr-Cu固溶性差、熔点相差约8

3、00。C、高温熔炼均匀性差、能耗高；Ni元素能无限固溶于Cu中形成Q固溶体：Cr—Ni合金共晶温度比Cr降低约500。C以其中间合金加入Cu基体可显著降低Cu-Cr合金的熔炼温度，改善合金的组织性能并减低能耗。为此，本文拟在铜中引入Cr-Ni中间合金，依据Cr-Ni合金相图共晶点二者质量分数比，以此为指导制备出Cu一0．3(Cr44Ni)和Cu-O．5(Cr44Ni)两种合金(分别命名为a、b合金)。采用硬度试验、拉伸试验、电阻测试，光学显微镜(0M)、扫描电镜(SEM)、x射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)等分析，对Cu-O．

4、3(Cr44Ni)和Cu-O．5(Cr44Ni)合金的轧制变形加工硬化及退火软化行为、时效行为、固溶时效加工硬化行为等进行了系统研究，研究结果表明：1．a、b合金经1000℃／lh固溶处理后形成完全固溶体，硬度分别为67．3、75．5HV，相较于Cu的硬度提升了30％，有一定的固溶强化效应：a、b固溶合金经不同温度和时间时效处理后，在450℃／lh时效时达到峰值硬度分别为138、152HV，比固溶态合金的提高约100％。表明合金经固溶一时效处理后，时效强化效果显著；轧制变形对时效行为的影响表明，变形对时效强化效果影响不大，但在变形量

5、达到75％后、时效时间显著缩短。2．轧制变形量约60％时a合金加工硬化高于b合金、变形量大于60％时b合金加工硬化高于a合金，当a、b合金变形量分别达60、75％时达到峰值硬度(分别为123．7、132Hv)显著高于固溶态硬度而明显低于时效硬度；固溶加工硬化达峰值硬度的a、b合金经300～700℃／1h退火后的硬度变化表明450℃／lh以下退火对加工硬化影响不大、合金有很好的抗回复软化抗力。a、b合金分别在600、650。C时完成再结晶过程，使铜再结晶温度提高200。C以上。3．时效处理对固溶加工硬化影响表明b合金的加工硬化均高于a

6、合金，达到峰值硬度的形变量与固溶加工硬化相同，但峰值硬度(分别为163．5、184HV)显著高于其它几种工艺条件处理后的硬度；固溶时效加工硬化达峰值硬度的a、b合金经300～700℃／1h退火后的硬度变化表明350℃／lh以下退火硬度不变，但塑性和导电性可以得到明显提高。4．a、b两合金经1000℃／lh固溶水淬-450／lh时效-75％变形后抗拉强分别为425、446MPa，电导率分别为74．7、70．I％IACS，延伸率分别为2．4、3．1％；固溶一时效一变形后的a、b合金经350。C保温lh时强度强度仍达348、378MPa、

7、延伸率提升到8．0、9．7％，电导率分别达88．4、83．7％IACS。综合以上研究结果可知，Cu-x(Cr44Ni)合金经过固溶一时效一变形一低温回复处理后，可以实现高强度、高塑性与高导电性的统一，有较好的应用开发价值。关键词：Cu．Cr-Ni合金；加工硬化；时效强化；拉伸强度；电导率；AbstractCu-Cr-basedcopperalloy(Cr<1．2wt％)iswidelyusedinelectricity，electronicsindustry,suchashigh-voltageswitchcontactmateri

8、alandthecontactwires，duetoitsexcellentelectricalconductivityandhighstrength．TheCu-Cralloyistherepresentativetypeofpre