多向压缩工艺对QCr0.8合金组织和性能的影响
Effect of Multi-directional Compression Process on Microstructure and Properties of QCr0.8 Alloy
QCr0.8合金是Cr元素含量在0.6~0.9 wt.%的Cu-Cr二元合金,因其导电、导热性能良好,强度和软化温度较高,疲劳性能好并且具有一定的耐腐蚀性,常用于制造真空触头、集成电路引线框架、电阻焊电极、结晶器衬板和火箭发动机燃烧室内壁等.由于QCr0.8合金是以Cr相析出强化为主要强化机制的合金,因此对Cr相在基体中的形态、尺寸和分布进行调控以便获得力学性能和导电、导热性能优良的合金十分必要.本文通过固溶+多向热压缩+时效的形变热处理工艺对QCr0.8合金组织进行调控,以期获得Cr相细小,分布均匀的合金.本文首先对QCr0.8合金进行热压缩实验,研究了合金的流变应力行为、本构方程、热加工图和动态再结晶临界条件,为合金的多向热压缩实验提供理论依据.然后设计模具对合金进行了不同条件的多向压缩实验,并对多向压缩后的试样进行热处理,通过OM、SEM和EBSD研究了不同条件下多向压缩后合金的组织演变;通过拉伸试验、硬度和电导率的测试研究了合金的性能变化,现取得的主要结论如下:(1)合金在750~900℃,应变速率为0.01~10 s-1,总压缩变形量50%的条件下,合金的真应力-真应变曲线出现加工硬化与动态再结晶软化的相互作用特征.温度和应变速率对合金的峰值应力影响明显,当温度一定时,合金的峰值应力随应变速率的提高而提高;当应变速率一定时,合金的峰值应力随温度的提高而降低.(2)通过双曲正弦函数模型得到了QCr0.8合金的热变形激活能Q,其值为370.8 kJ/mol;通过双曲正弦函数模型构建了合金的本构方程;通过合金的热加工图得到其最佳的热变形条件范围是840~900 ℃,5.0~10 s-1;构建了合金的动态再结晶临界应变模型.(3)多向压缩的过程中,随着变形道次的增加,合金的第二相出现了细化的趋势;增加多向压缩变形道次,可提高合金动态再结晶体积分数,增加大角度晶界所占比例.(4)30%和50%道次变形量不同变形道次多向热压缩后的试样抗拉强度和延伸率相差不大,但随着变形道次的增加合金的硬度逐渐下降.不同条件下多向压缩后合金的导电率变化不大,而且合金经过拉伸后断口处均有韧窝,均呈韧性断裂.(5)50%道次变形量6道次变形的多向压缩试样在900 ℃/1 h固溶,450 ℃时效4 h后具有最佳的性能,其硬度达到了 102 HV,导电率达到了96%IACS.相比热挤压态的硬度提高了67.2%;导电率提高了3 1.3%.
- 作者：
- 杨书瑜
- 学位授予单位：
- 北京有色金属研究总院
- 专业名称：
- 材料科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 王强松
- 中图分类号：
- TG146.11
- 关键词：
- QCr0.8合金；热模拟；多向压缩；Cr相
- QCr0.8 alloy; thermal simulation; multi-directional compression; Cr phase;