【摘 要】
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作为高强度和高电导率铜合金中极具发展潜力的铜合金,Cu-Cr-Zr合金广泛用于电子,电力和交通运输领域。对于Cu-Cr-Zr合金的研究和发展,国外已经生产出成熟的合金牌号产品,中国这些年对于Cu-Cr-Zr合金发展也不断追赶,但我国由于起步较晚我国生产出Cu-Cr-Zr合金距离国外的合金产品仍有较大差距。在面对上述情况下,我们需要对Cu-Cr-Zr合金成分和加工的工艺继续探究,以期实现合金在组织、
【基金项目】
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“十三五”国家科技部重点研发计划资助项目“高性能铜合金特种加工材制造技术（2016YFB0301400）"；
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作为高强度和高电导率铜合金中极具发展潜力的铜合金,Cu-Cr-Zr合金广泛用于电子,电力和交通运输领域。对于Cu-Cr-Zr合金的研究和发展,国外已经生产出成熟的合金牌号产品,中国这些年对于Cu-Cr-Zr合金发展也不断追赶,但我国由于起步较晚我国生产出Cu-Cr-Zr合金距离国外的合金产品仍有较大差距。在面对上述情况下,我们需要对Cu-Cr-Zr合金成分和加工的工艺继续探究,以期实现合金在组织、性能的调控和优化。本文通过对Cu-0.8Cr-0.1Zr合金进行时效前的预变形工艺探究和时效后的二次冷变形处理,研究不同形变热处理后的合金抗拉强度、硬度、电导率等性能及其性能的演变规律,探究Cu-0.8Cr-0.1Zr合金“工艺—组织—性能”之间的构效关系。研究结果表明,大气熔炼浇铸出的Cu-0.8Cr-0.1Zr合金经过“熔铸—热轧—冷轧—固溶—冷轧—时效”工艺制备出合金,在进行时效处理后的合金硬度为190 HV,电导率可以达到82.1%IACS。通过对合金强化机制分析和强度计算,合金在峰时效获得高硬度是析出强化和位错强化作用的结果。Cu-0.8Cr-0.1Zr合金经“熔铸—热轧—固溶—冷轧—时效—冷轧”工艺处理后,固溶处理后粗大的富Cr相仍以球形颗粒的形式存在铜基体中,并在随后的冷轧和时效处理后会沿晶界呈长条形分布,其晶体结构为bcc-Cr相。Cu-0.8Cr-0.1Zr合金经过950°C、1h保温并固溶处理后进行压下量为60%的冷轧,在450℃保温达到峰时效后再次进行压下量为71%的冷轧后,制备出的合金的抗拉强度达到623MPa,电导率保持在73.9%IACS。经强度理论计算分析发现,经过时效前的预变形和时效后的二次冷变形后,位错强化、析出强化对合金强度贡献占主导作用。两步形变热处理工艺制备的Cu-Cr-Zr合金其力学性能都优于一次冷轧热处理工艺制备的Cu-Cr-Zr合金,其主要原因是形变时效工艺后的再次形变有利于位错密度的增加,两步形变热处理工艺位错密度高达5.63×1014 m-2,一步形变后进行时效处理,在时效过程中发生回复,使得位错消失和重排,位错密度降低,位错密度为2.2×1014m-2。
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