形变及热处理对工业纯铜晶界结构与组织和性能的影响

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1、学校代码：10289分类号；TG156.93密级：公开形学号：092060023变热处理对铜合江苏科技大学金晶界结硕士学位论文构与组织和性能的影形变及热处理对工业纯铜晶界结构响与组织和性能的影响阎璐研究生姓名阎璐导师姓名谢春生江申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学苏科学科专业材料学论文提交日期2012年4月20日技大学研究方向材料组织与性能论文答辩日期2012年5月26日答辩委员会主席评阅人2012年4月20日分类号：TG156.93密级：公开学号：092060023工学硕士学位论文形变及热处理对工业纯铜晶界结构与组

2、织和性能的影响学生姓名阎璐指导教师谢春生教授江苏科技大学二O一二年四月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofMaterialsEngineeringTheeffectofdeformationandheattreatmentonmicrostructureandpropertiesofcopperandcopperalloySubmittedbyYanLuSupervisedbyChunshengXieJiangsuUniver

3、sityofScienceandTechnology摘要I摘要摘要汽轮发电机轴瓦作为汽轮发电机承载件，不仅需要保证汽轮发电机转子(轴)正常运转，同时还要防止价值昴贵的汽轮发电机转子轴颈与轴瓦发生磨损，一般选用工业纯铜来制作。目前，发电机轴瓦主要采用自由锻冷变形与热处理配合使用方法来生产。但材料经过变形处理后各部位组织不均匀，因而使得轴瓦性能也不均匀。本课题试图通过晶界工程方法优化纯铜轴瓦晶界特征分布，确保其性能达到：硬度≤50HB,导电率≥98%IACS，晶粒度达到0.025~0.06mm。本课题采用单步拉拔冷变形与退火工艺

4、相结合，以及两次拉拔冷变形与退火工艺相结合的方法对工业纯铜进行晶界工程处理。利用金相显微镜、导电率仪、布氏硬度计、电解抛光、电子背散射衍射技术等检测手段对工业纯铜显微组织、导电率、硬度、晶界特征分布等进行测试分析。较为系统的研究晶界工程技术对工业纯铜组织和性能影响。研究表明：单步变形退火实验中，10%变形量试样500℃×60min退火后得到的组织与性能与其他变形量试样相比更好，晶界优化效果更明显。硬度值达到43.8HB，导电率对变形量因素不敏感，始终变化不大。10%变形量退火试样晶粒分布较其他变形量试样更加均匀，尺寸较小晶粒

5、含量较高。同时内部存在较多低∑值CSL晶界，其中以∑3晶界为主，并构成低∑值CSL晶界网络，有效打断了一般大角度晶界网络。10%变形量退火试样在在保证了抗拉强度的基础上具有良好的塑性，有助于提高材料的耐磨性能。两次变形退火实验中，25%两次变形退火试样与其他变形量两次变形退火试样相比具有较高硬度值，达到48.4HB，而保持较高的导电率，为99.47%IACS。同时晶粒尺寸细小且分布均匀。晶界优化效果较好，晶粒内部存在较多低∑值CSL晶界，其中以∑3晶界为主，有效优化晶界。从而满足汽轮发电机转子对工业纯铜轴瓦的使用性能与组织的

6、要求。本文研究工作为汽轮发电机转子承载件工业纯铜轴瓦材料成型及实际工程应用提供了理论和实验基础。关键词拉拔变形；退火；硬度；导电率；晶界I江苏科技大学工学硕士学位论文IIAbstractABSTRACTTurbinegeneratorbearingwhichgenerallymadebycopper,notonlyneedstoensurethatitcansupporttheweightofturbinegenerator,butalsotopreventwearbetweenturbogeneratorrotorandb

7、earing.Atpresent,thegeneratorbearingismainlyproducedbyfreeforgingdeformationandheattreatment.However,themicrostructureofcopperafterdeformationisnothomogeneouswhichwouldeffectthepropertiesofcopperbearing.Thetopicofthisstudyistryingtooptimizethegrainboundarycharacter

8、distributionofpurecopperbearingthroughgrainboundaryengineeringandensuringitsperformance:Hardness≤50HB,conductivity98%IACS,grainstructurefineandho