Cu-Cr-Zr-Sn合金的时效析出行为与性能.pdf

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1、第4l卷第9期稀有金属材料与工程Vo1．41，No．92012正9月RAREMETALMATERIALSANDENGINEER1NGSeptember2012Cu．Cr．Zr-Sn合金的时效析出行为与性能解浩峰，米绪军，黄国杰，高宝东，尹向前，李艳锋f北京有色金属研究总院，北京lOOO88)摘要：采用TEM对Cu一0．22Cr-0．05Zr．0．05Sn合金不同形变热处理状态微观组织的演变以及时效过程中析出相的状态进行研究，并以此解释形变热处理过程中合金力学性能和导电性能的变化。结果表明，合金中存在2种析出相，分别是cr相和Cu4Zr相。其中cr相在时效

2、过程中分别经历了固溶体、GP区、脱溶并与基体共格以及长大；而Cu4Zr相则以早期cr析出相为核伴随析出，与基体半共格。由于析出相尺寸很小，且分布较为均匀，使合金具有很强的时效强化效果，经940℃固溶lh后冷加工至变形率为96％并在400℃时效4h，合金的抗拉强度和电导率可分别达到400MPa和84％IACS。对于该合金，时效温度是决定合金综合性能的关键，而时效时间对综合性能的影响并不显著。关键词：Cu．Cr—Zr-Sn合金；形变热处理；微观组织；抗拉强度；电导率中图法分类号：TGI46．1文献标识码：A文章编号：1002—185X(2012)09-154

3、9-06Cu—Cr-Zr系合金是高强高导材料中很有前途的一沉淀相的成分还存在不同观点，对合金在形变热处理类合金，具有优良的力学性能和导电性能，已经在电各个阶段微观组织的演变缺乏整体性报道。本工作通气、电子、交通、轻工业、建筑业、航空航天等众多过研究Cu—Cr—Zr．Sn合金在形变热处理过程中微观组领域得到应用。自上世纪60年代以来，各国学者用不织的演变对合金性能的变化规律进行解释。同方法从不同角度研究Cu—Cr．Zr合金的时效析出行为1实验以及微观组织的演变[1-9]。Holzwarth[加研究Cu．0．75Cr．0．105Zr合金在热等静压条件下的析出

4、行为，发采用Cu一0．22Cr．0．05Zr．0．05Sn合金线材作为研究现一种尺寸为0．2-2m的粗大析出相和一种平均直对象。熔炼前，cr和zr分别与Cu铸成中间合金，再径为2．3nm的细小析出相，认为分别是CuZr相和与Cu、Sn一起在真空感应电炉中熔炼浇注成锭。制Cr相。Tang[¨在研究Cu一0．65Cr．0．1Zr-0．03Mg合金时得的合金铸锭在850℃保温4h，进行均匀化处理。经观察到一种细小的沉淀相，并确定其为Heusler相热挤压以及拉拔工艺将合金制成棒材，再经940℃真Cr2Cu(Zr，Mg)，它与基体之间严格遵循Nishiyama．

5、空固溶处理1h后油淬，而后冷拉拔至加工率为96％。Wassermann关系，当温度达到500℃时，细小弥散的时效处理温度范围从室温至600℃，每50℃取一个试Heusler相将被相对粗大的Cr相和Cu4Zr相取代，样，时效时间为0～8h。使用微电阻测量仪测量电阻，Su[，和Mu[H的研究得出与Tang相同的结论。测量误差小于10Q。抗拉强度使用MTS一810材料测Huang[】用EDXS分析了Cu．0．31Cr．0．21Zr合金中的试系统测量，每一试样测量不少于3次。透射电镜试析出相，认为其中粗大相为富zr相，成分为Cu】Zr样经双喷减薄，电解液配比为H

6、NO3：CH3OH=1：3，而Batra[16,17]通过TEM分析Cu—Cr．Zr合金早期bcc相在后在Gatan691型离子减薄仪上减薄。透射电镜分析fcc基体中的析出行为，发现最初的析出产物在具有在JEM一2100LaB6型透射电子显微镜上进行，加速电Nishiyama．Wassermann关系之前具有类似cube．on．压为200kV。cube取向的特征，提出Zr的加入能降低合金的层错2结果与分析能的观点。尽管当前对Cu．Cr．Zr合金时效析出行为的研究已2．1不同形变热处理状态的合金性能有很多，但仍有一些问题有待进一步研究。关于时效Cu．0．2

7、2Cr．0．05Zr．0．05Sn合金线材经940℃固溶收稿日期：2011-09．08基金项目：“863”计划项目(2006AA03Z522)．国家自然科学基金项目(50704006)作者简介：解浩峰，男，1982年生，博士生，北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室，北京100088，电话：010—82241175，E—mail：xie．haofeng@126．corn稀有金属材料与工程第4l卷1h后，冷拉拔至加工率为96％，在室温至600℃区间内的不同温度分别时效3h，时效温度对合金力学性能和导电性能的影响如图1所示。由图1a可知，经较

8、∞U《H大冷变形的合金线材由于加工硬化的作用，强度有很大提升，当时效温度较低(<