氣霧化Cu-Cr合金粉末組織及性能的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、Cu-Cr合金由于結(jié)合了Cr的高硬度和Cu良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè),如集成電路引線框架材料,高強磁場的導(dǎo)體材料,電廠的熱交換材料和耐蝕部件、電車及電力機車的架空導(dǎo)線、抗氧化熱噴涂材料等。然而,由于此合金在凝固過程中極易形成嚴重的偏析組織,難于采用普通的熔煉和固溶方法制備,此應(yīng)用受到了限制。采用快速凝固技術(shù),使Cr在Cu中形成過飽和固溶體,經(jīng)過熱處理后,Cr以細小的質(zhì)點形式析出,均勻分布在Cu基體和晶界上,從而使材料強度大

2、大提高并保證良好綜合性能,因此快速凝固技術(shù)的發(fā)展為研究和開發(fā)高性能的Cu-Cr合金開辟了新的途徑。
  本文利用課題組自行研制的小型氣霧化設(shè)備制備了一系列不同Cr含量的Cu-Cr合金粉末,并且對不同Cr含量以及不同粒度的霧化Cu-Cr合金粉末的晶格常數(shù)進行了精確測定和真實固溶度估算。通過對不同粒度和高能球磨后的霧化Cu-1.50at%Cr合金粉末內(nèi)組織形貌及性能的演化規(guī)律進行研究,得出以下結(jié)論:
  1.隨著Cr含量的增加,

3、衍射峰向小角度偏移,晶格常數(shù)增大,Cr含量從0.21at%增加到1.50at%,其晶格常數(shù)相應(yīng)地從0.361552nm增大到0.361889nm,而Cr的固溶量也隨Cr含量的增加而增加,當Cr含量從0.21at%增大到0.86at%時,其真實固溶度與化學成分分析所得的結(jié)果基本一致,而當Cr含量為1.50a%時,其真實固溶度為1.268at%,與化學成分結(jié)果具有一定差距;隨著粉末粒度的減小,衍射峰向小角度偏移,晶格常數(shù)增大,粒度從75~1

4、06μm減小到<25μm,其晶格常數(shù)從3.61878nm相應(yīng)地增大到3.61899nm,而其真實固溶度也從1.02at%增加到1.37at%。
  2.所制備的Cu-1.50at%Cr合金粉末粒度分稚比較集中,呈正態(tài)對數(shù)分布,其中值粒徑d50大約為102μm;粉末主要以由球形顆粒為主,其表面附帶少量的衛(wèi)星顆粒,且隨著粉末粒度的減小,衛(wèi)星顆粒的數(shù)量不斷減少,球形度增大,表面更加光滑;在粉末內(nèi)部,Cr相呈云團狀均勻彌散地分布在Cu基體

5、上,且隨著粉術(shù)粒度的減小,Cr相的平均尺寸減小,其組織逐漸由胞狀晶、微晶向等軸晶轉(zhuǎn)變;其顯微硬度值較小,隨著粉末粒度的減小,其顯微硬度逐漸增大。
  3.理論計算表明,液滴的冷卻速度只取決于合金液滴的尺寸大小、金屬熔液和霧化環(huán)境溫度差以及熔體和霧化氣體的內(nèi)在物理特性。粒度為15~200μm的氣霧化Cu-1.50at%Cr合金液滴冷卻速度在103~105Ks-1之間,而且粒度小于48μm的液滴隨著粉末粒度的減小冷卻速度急劇增大。

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