Cu基原位變形復(fù)合材料的組織性能及加工工藝研究.pdf

1、本文用原位變形法制備了Cu-16Fe、Cu-14.5Fe-1.5Cr、Cu-12Cr和Cu-16Cr四種成分的復(fù)合材料，運(yùn)用光學(xué)金相分析(OM)、掃描電鏡分析(SEM)、電子束微區(qū)分析(EDAX)等多種分析和測試手段，較為系統(tǒng)地研究了預(yù)變形、最終變形利熱處理后復(fù)合材料的組織以及第二相的成分、形貌、大小及分布。并通過對硬度、強(qiáng)度和電導(dǎo)率的測試，比較了不同的形變和熱處理工藝對復(fù)合材料綜合性能的影響。 經(jīng)過適當(dāng)?shù)男巫兗庸ず?，?fù)合材料中

2、的Fe相和Cr相由枝晶狀形成沿伸長方向的纖維狀結(jié)構(gòu)。相對于冷軋制，冷拉拔可獲得更大的應(yīng)變量。應(yīng)變量越大，纖維長度增加，同時(shí)間距和寬度減小，分布也趨于均勻。最終拉拔態(tài)的纖維寬度在200nm左右。形變過程中產(chǎn)生的加工硬化使原位復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度升高，導(dǎo)電性和塑性大幅下降。強(qiáng)度與第二相纖維間距之間基本遵循Hall-Petch關(guān)系。應(yīng)變量越大，強(qiáng)度越高，導(dǎo)電性和塑性越低。第二相含量越高，強(qiáng)度越高，導(dǎo)電性越低。 少量Cr的加入使Cu-Fe

3、系復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度在較大應(yīng)變量下有一定程度的提高，同時(shí)改善了復(fù)合材料的導(dǎo)電性。而Cu-16Cr中由于Cr含量很高，脆硬的Cr相會導(dǎo)致復(fù)合材料表面質(zhì)量和加工性能的惡化。 在形變加工過程中，對Cu-Fe系復(fù)合材料采用數(shù)次450℃/2h的中間退火處理，能消除加工硬化，恢復(fù)復(fù)合材料塑性變形的能力，有利于后續(xù)的形變加工，并減小對導(dǎo)電性的不利影響。同時(shí)，也促進(jìn)了銅基體中固溶Fe、Cr原子的析出，使復(fù)合材料導(dǎo)電性進(jìn)一步提高。 對復(fù)合

4、材料形變后熱處理工藝的研究表明，銅基體發(fā)生了同復(fù)和再結(jié)晶，復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度有不同程度的下降，延伸率顯著提高。退火溫度提高使再結(jié)晶速度加快，力學(xué)性能變化的幅度更大。退火后從基體中析出了細(xì)小的Fe相和Cr相顆粒，分布比較均勻，Cu-Fe系和Cu-Cr系復(fù)合材料的導(dǎo)電性得到明顯改善。熱處理工藝的選擇對導(dǎo)電性有重要的影響。Cu-16Fe在高于500℃的溫度下長時(shí)間退火時(shí)，電導(dǎo)率出現(xiàn)下降的趨勢；Cu-14.5Fe-1.5Cr在550℃保溫7h后達(dá)