Cu-Cr-Zr(Nb)合金的組織與性能研究.pdf

1、本課題通過對Cu-Cr-Zr合金進行成分設(shè)計以及微量元素Nb的添加，探索Nb元素對合金組織和性能的影響。研究固溶、時效和冷變形處理對合金組織和性能的影響，確定合金的最佳熱處理工藝。實驗結(jié)果主要有以下幾點：
　　(1)Cu-Cr-Zr合金的鑄態(tài)組織呈枝晶形態(tài)。合金基體分為三部分：富Cu相、富Cr相(Cu-Cr共晶組織)以及富Zr相。隨著zr含量增加，合金中富zr析出相(Cu-Zr共晶組織)增多。合金在960℃×60min固溶處理后枝

2、晶偏析減弱，且粗大的共晶組織減少。
　　(2)在時效過程中，隨著時效溫度的升高，合金組織中先出現(xiàn)細小的折出相，隨后析出相長大，溫度達到560℃以上時，出現(xiàn)回溶。隨著Zr含量的增加，合金晶界處的析出相增多。Cu-1.0Cr-0.25Zr合金在480℃時效120min存在細小彌散分布的Cr相、CuZr3相和Cu5Zr相，以及粗大的Cr相。
　　(3)Cu-1.0Cr-xZr(x=0.25,0.3)合金經(jīng)過固溶和時效處理后，硬度和

3、導(dǎo)電率有顯著提升，且隨著Zr含量增加，硬度值增大，導(dǎo)電率減小。在480℃時效，Cu-1.0Cr-0.25Zr含金峰值硬度為115HB，導(dǎo)電率為81.03％IACS，Cu-1.0Cr-0.3Zr合金峰值硬度為133HB，導(dǎo)電率為58.82%IACS。綜合考慮后，選取最佳成分為Cu-1.0Cr-0.25Zr合金，時效工藝為480℃×120min。
　　(4)添加Nb后合金組織仍是樹枝晶，但隨著Nb含量增加，組織細化。固溶處理后，枝晶偏

4、析減弱，大量合金元素固溶進基體中。時效處理后，基體析出相除了Cu-1.0Cr-0.25Zr合金中的析出相外，還有大量球狀析出相(Cr2Nb)。
　　(5)Cu-1.0Cr-0.25Zr-rNb(x=0，0.08，0.14，0.2)合金經(jīng)固溶時效處理后，硬度和導(dǎo)電率明顯增加。隨著時效時間延長，硬度先增加后減小，導(dǎo)電率先快速增加后趨于穩(wěn)定。Cu-1.0Cr-0.25Zr-0.14Nb合金硬度為152HB，導(dǎo)電率為82.76%/IACS