形变热处理对Cu-0.8Cr-0.1Zr合金微观组织及性能的影响

摘要

采用电子背散射衍射(EBSD)分析、透射电镜(TEM)观察、维氏硬度测试等手段,研究了Cu-0.8Cr-0.1Zr合金在固溶处理、二次冷轧及时效处理等工艺过程中的微观组织及性能变化,定量分析了形变热处理对合金力学性能的影响作用及其机制。结果表明,在经过变形率为50%的冷轧后,合金晶粒内部引入大量位错,其位错密度相比于固溶态合金提高了约14倍;在时效过程中,Cr,Zr元素从基体中脱溶析出,形成纳米尺度的面心立方结构富Cr相粒子。位错的增殖以及富Cr相粒子的脱溶析出显著提高了Cu-0.8Cr-0.1Zr合金的力学性能,在峰时效态Cu-0.8Cr-0.1Zr合金中,位错强化和沉淀强化引起的硬度增量分别达到HV 69和HV 68。此外,Cr,Zr溶质原子在时效过程中的脱溶析出,导致Cu-0.8Cr-0.1Zr合金的导电性能得以改善。在450℃时效1 h后,合金电导率由冷轧态的41.3%IACS提高至82.1%IACS。固溶态合金在经过变形率为50%的冷轧和峰时效(450℃时效3 h)后,其力学性能和电学性能达到良好匹配,其维氏硬度达HV 190,电导率达82%IACS。