熔炼环境对Cu-Cr合金组织和性能的影响

摘要

分别在氮气、氩气、真空环境下制备了多种成分的Cu-Cr合金。对合金上表面进行了XRD分析，并进行了相应的热力学计算;研究了在非平衡凝固条件下各成分Cu-Cr合金中Cr相的组织形貌;测试了氩气环境下熔炼制备的CuCr1.40合金的力学及电学性能;测试了氩气环境下熔炼制备的CuCr0.89合金、CuCr1.40合金在350℃时的拉伸性能。结果表明:
　　1.氮气环境下制备的Cu-Cr合金表面的铬化合物主要是Cr2N(76at％)，还有少量的Cr2O3和Cr7C3;氩气环境下制备的Cu-Cr合金表面的铬化合物仅有Cr7C3(35at％)。氮气环境下制备的合金的表面铬化合物数量明显较氩气环境下的多。
　　2.Cu-Cr合金的共晶Cr的形貌主要有球状和杆状两种，随着Cr含量的增加，共晶Cr从主要以球状形式存在转变为主要以杆状形式存在;当Cr含量达到4.20wt％时，共晶Cr几乎完全以杆状形式存在，且有部分Cr杆呈“飘带”状。
　　3.氩气环境下制备的CuCr1.40合金在常温下具有良好的综合性能，尤其经锻造+固溶时效处理后，不仅具有很高的抗拉强度(425MPa)，还保持了很高的延伸率(32.7％)。
　　4.Cu-Cr合金在350℃时的拉伸性能较常温时明显降低:固溶时效CuCr0.89合金、CuCr1.40合金的抗拉强度分别下降了12.6％和22.7％，延伸率分别下降了61.3％和86.2％;锻造+固溶时效CuCr1.40合金的抗拉强度和延伸率分别下降了40％和69.4％。

目录

声明

摘要

1．文献综述

1．2．1 普通熔铸法

1．2．2 真空感应熔炼法

1．2．3 电弧熔炼法

1．2．4 电渣坩埚熔炼法

1．2．5 敞熔法

1．2．6 自蔓延(SHS)-熔铸法

1．3 Cu-Cr合金的强化方式

1．3．1 固溶强化法

1．3．2 细晶强化法

1．3．3 形变强化法

1．3．4 沉淀强化法

1．3．5 过剩相强化法

1．3．6 机械合金化法

1．3．7 快速凝固法

1．3．8 复合材料强化法

1．4 本文的研究目的和任务

2．Cu-Cr合金宏观表面分析

2．1 Cu-Cr合金的制备方法

2．2 不同熔炼环境下Cu-Cr合金的宏观表面形貌

2．3 分析与讨论

2．3．1 反应温度分析

2．3．2 Cu-Cr合金表面漂浮物的形成过程

2．4 小结

3．Cu-Cr合金中Cr相形貌观察

3．1．2 金相组织观察

3．1．3 分析与讨论

3．2 真空环境下制备的Cu-Cr合金中Cr相的形貌观察

3．2．1 金相组织观察

3．2．2 分析与讨论

3．3 小结

4．氩气环境下熔炼Cu-Cr合金的性能研究

4．1 材料的选择及其加工状态

4．2 实验结果

4．3 结果分析与讨论

4．3．1 合金的力学性能分析

4．3．2 合金的电学性能分析

4．4 小结

5．Cu-Cr合金的高温拉伸性能

5．1 实验方法

5．2 实验结果

5．3 分析与讨论

5．3．1 位错和晶界对合金高温强度的影响

5．3．2 硫对合金高温塑性的影响

5．4 断口分析

5．5 小结

6．结论

致谢

参考文献

在校期间发表论文