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文檔簡介
1、原位形變銅基復合材料具有較高的強度和良好的導電性,在高脈沖磁場導體、引線框架等多個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。其中,Cu-Fe復合材料Fe纖維強化顯著、價格低廉而受到廣泛關(guān)注。調(diào)控優(yōu)化Cu-Fe原位復合材料強度和導電率的匹配關(guān)系,提高材料的綜合性能一直是研究熱點。本文在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(863計劃)(No.2007AA03Z519)資助下,采用真空感應(yīng)熔煉、熱模鍛和室溫拉拔制備出不同形變量的原位形變Cu-15%Fe復合材料,研究了形
2、變量和退火工藝對復合材料顯微組織、力學和導電性能的影響,得出以下結(jié)論:
1.Cu-15%Fe復合材料形變過程顯微組織演變的研究表明,隨形變量增加,均勻分布在Cu基體中的Fe枝晶逐漸轉(zhuǎn)變成沿拉拔方向排列、橫截面呈ribbon狀的卷曲纖維。這是由于在形變過程中bcc結(jié)構(gòu)的Fe枝晶發(fā)生平面應(yīng)變,形成<110>線織構(gòu)所造成的。通過顯微組織的定量分析可知,F(xiàn)e纖維間距d與形變量η間存在指數(shù)關(guān)系,即d=41.76exp(-0.411η);
3、Fe纖維的厚度和寬度與形變量間分別滿足ln(tFe)=3.396-0.686η、ln(wFe)=4.114-0.431η的關(guān)系。
2.不同形變量下Cu-15%Fe復合材料力學和導電性能研究表明,復合材料的強度隨著形變量的增加而不斷增大。在較高的形變量下(η>5.0),復合材料的抗拉強度不再滿足混合法則,當形變量η=8.9時,材料的抗拉強度達到1020MPa;屈服強度與Fe纖維間距滿足Hall-Petch關(guān)系,即σy=350.0
4、9+13.89 d-1/2;隨形變量的增加,受Fe元素添加的影響,復合材料的導電率在49.54~56.89%IACS的范圍內(nèi)波動。
3.Cu-15%Fe復合材料退火處理后的顯微組織分析表明,在退火時間為1h的條件下,退火溫度≤400℃時,F(xiàn)e纖維的形貌變化不大,而退火溫度高于600℃時,F(xiàn)e纖維出現(xiàn)明顯的柱狀化、部分斷裂、甚至球化,破壞了Fe纖維的形態(tài)和連續(xù)性;在退火溫度為450℃時,保溫時間超過4h,部分Fe纖維出現(xiàn)圓柱化、
5、斷裂,保溫時間超過12h后,F(xiàn)e纖維的形貌不再進一步破壞。
4.Cu-15%Fe復合材料退火處理后的力學和導電性能研究表明,隨退火溫度的升高,材料的抗拉強度及顯微硬度逐漸降低,而導電率受到基體及纖維組織改變等因素的影響先增加后降低;隨保溫時間的增加,抗拉強度與顯微硬度在短時間內(nèi)急劇降低,而后漸漸變緩,而導電率的變化正好相反;通過爐冷、空冷和淬水三種冷卻條件的研究表明,三者的綜合性能差別不大,空冷即可滿足要求。
5.C
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