微量Ce对Cu-Cr-Zr合金性能影响.pdf

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1、微量Ce对Cu．Cr-Zr合金性能影响刘勇，刘平，田保红，任风章(河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471003)摘要：本文研究了稀土Ce对电气化铁路用高强高导接触线Cu．Cr-Zr合金的强度、硬度、导电性和热强性等的影响。结果表明：微量稀土元素Ce的加入可以提高Cu．Cr-Zr合金的强度、硬度和耐热性，抗拉强度可达637MPa，导电率为82．16％IACS，相对于Cu．Cr-Zr合金强度提高了56MPa，而导电性略有降低。关键词：高强高导；Cu．Cr-Zr-Ce合金：显微硬度；导电率中图分类号：TGl46．1：TGll3．2文献标识码：AInfluenceofTraceCeonProp

2、ertiesofCu．Cr-ZrAlloyLIUYong，LIUPing，TIANBao-hong，RenFeng-zhang(SchoolofMaterialsScience&Engineering，HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003，China)Abstract：Thispaperisdealtwiththeeffectsofrare·earthontheproperties(suchasstrength，hardness，electricalconductivityandheat-resistance，etc．)ofCu

3、-Cr-Zrcontactwireforelectrifiedrailway．Withaddingtracerare—earthelementCe，theresultsshowedthatthestrength，hardnessandheat-resistanceofCu-Cr-Zralloywereimproved，andtensilestrengthwasenhancedto637IVIPathatWaSincreased56MPacomparedwithCu-Cr-Zralloy,buttheelectricalconductivityofCu-Cr-Zr-CealloyWas82．16

4、％IACSwhichWaSabitlowered．Keyword：highstrengthandhighconductivity；Cu—Cr-Zr-Cealloy；microhardness；electricalconduaivity随着电气化列车向高速、重载发展，对接触网用接触线的性能也提出了愈来愈高的要求，如要求其具有高的强度(大于600Ⅷa)、高的导电性(大于80％IACS)、高的耐磨性和热强性等it]。铜作为高速列车接触线的基本材料，具有优良的导电性，但高温强度不足，为提高其机械性能，可以采用合金化的方法【21，如目前国内外常用的Cu．Ag接触线，Cu．Sn接触线等，但大都存在高强度与

5、高导电性之间的矛盾，而如何达到高强与高导之间的结合已成为现在高速列车用接触线的主要研究方向f3巧J，同时也是制约列车向高速发展的主要因素之——oCu．Cr-Zr合金具有较好的综合性能，如优良的导电性、导热性和耐磨性等[6】，在一定程度上提高了纯铜接触线的高温性能。稀土元素改善铜及其合金的某些物理性能和机械性能，已有相关的报道【7。9】，但应用于Cu．Cr-Zr接触资助项目：国家高技术研究发展计划(863)项目(2002AA331110)；河南省杰出人才基金项目(0521001200)；河南科技大学科研基金资助项目(2004ZY003)作者简介：刘勇(1967一)，男，河南洛阳人，副教授，从事金

6、属功能材料研究，已发表论文20余篇。线则未见有关资料。为此，本文在Cu-Cr-Zr合金的基础上加入微量稀土元素Ce，就稀土Ce对合金的电导率、硬度、强度、耐热性等方面的影响进行了研究，为今后开发出性能好且能够满足高速运行的接触线材料提供新的思路。1试验材料与方法实验用Cu．Cr-Zr和Cu-Cr-Zr-Ce合金由ZG．0．01型lOk真空中频感应熔炼炉中熔炼而成。原材料采用纯度为99．9％(质量分数，下同)的标准阴极铜、99．5％Cr、99．5％Zr和99．5％Ce，合金的最终成分为：Cu．0．36Cr-0．036Zr、Cu．0．33Cr-0．038Zr-0．049Ce。浇铸后的合金铸锭经切除

7、冒口、去皮后锻造成棒料。将合金棒材切片后在自制薄带轧机上进行变形，测定固溶后经不同变形处理再进行时效处理的电导率和显微硬度；而强度和软化温度测试则采用对棒料进行时效处理后再拉拔变形所得拍mm线材。合金的固溶、时效处理和软化温度测试均在SILIK．2．12型管式炉中进行，N2保护，PID控温，控温精度为±2℃；电阻测量在ZY9987型数字式微欧计上进行，试样测量长度≥100mm，宽度≥《金属热处理》