硅和氧對銅鉻合金凝固行為的影響.pdf

1、Cu-Cr合金因良好的結(jié)合了Cu的高導(dǎo)電性和Cr的高強(qiáng)度,在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用,尤其是高Cr含量的Cu-Cr合金是中壓真空斷路器中使用最多的觸頭材料。近年來,人們利用真空感應(yīng)熔煉法對Cu-Cr合金的顯微組織以及力學(xué)和電學(xué)性能等進(jìn)行了大量的研究,很多學(xué)者認(rèn)為Cu-Cr合金在熔化和凝固過程中與坩堝材料中的氧元素起反應(yīng)。針對這種觀點,李峰研究了含氧Cu-Cr合金的凝固行為,發(fā)現(xiàn)在Cu-Cr合金中添加2at.％～6at.％氧可以促進(jìn)Cu-Cr

2、合金的液相分離。另外,文獻(xiàn)中有報道在快速凝固法制備的Cu-Cr合金組織中發(fā)現(xiàn)了金屬間化合物Cr3Si。
　　 本文在此基礎(chǔ)上,向Cu100-xCrx(x=20～70)合金中加入0.25at.％、0.5at.％的Si、O、SiO2進(jìn)行感應(yīng)熔煉,通過對合金組織的觀察以及凝固過程中利用紅外測溫儀獲得的溫度-時間曲線對Cu-Cr、Cu-Cr-O、Cu-Cr-Si以及Cu-Cr-SiO2合金的凝固行為進(jìn)行了研究。得到的結(jié)論如下:
　

3、　 1.感應(yīng)熔煉Cu-Cr合金,當(dāng)Cr含量為60at.％～70at.％時,Cu-Cr合金在凝固過程中發(fā)生了液相分離。這和周志明計算的Cu-Cr合金相圖是一致的。
　　 2.當(dāng)Cu-Cr合金中加入一定量的O或Si時,Cu-Cr合金中液相分離的區(qū)域向低Cr成分?jǐn)U展。加入0.5at.％的O使液相不互溶間隙擴(kuò)大至45at.％Cr；加入0.25at.％、0.5at.％的Si分別使液相不互溶間隙擴(kuò)大至50at.％、45at.％Cr。

4、>　　 3.感應(yīng)熔煉Cu-Cr-SiO2合金,Si和O對于Cu-Cr合金液相分離的影響具有疊加復(fù)合作用。添加0.25at.％和0.5at.％的SiO2后,使得Cu-Cr合金中原有的液相不互溶間隙分別擴(kuò)大至45at.％,40at.％的Cr。
　　 4.能譜分析表明,Si加入到Cu-Cr合金后主要與O結(jié)合形成SiO2,而不是金屬間化合物Cr3Si。
　　 5.凝固組織分析表明,所有合金均和坩堝材料發(fā)生了反應(yīng),并形成了多種氧