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新型Ag-4Cu-0.3Ni-Ce电接触材料固溶时效工艺研究

作　者: 肖祺
导　师: 黄福祥
学　校: 重庆理工大学
专　业: 材料学
关键词: 热处理工艺银合金显微硬度固溶度腐蚀行为
分类号: TG166.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

由于具有较高强度和良好的导电性Ag-4Cu-0.3Ni-Ce合金是目前应用最为广泛的银基弱电接触材料之一，有关银基弱电接触材料的前期研究主要针对稀土元素对合金铸态、轧制态组织的影响以及稀土在银合金中的作用机制两方面，但对经过热处理后的合金中稀土第二相在基体中的存在形式、分布、尺寸、数量以及对合金性能影响等方面的研究工作尚未开展。因此，本文以Ag-4Cu-0.3Ni合金做对比，研究了不同固溶时效工艺对Ag-4Cu-0.3Ni-Ce合金显微组织、显微硬度、基体晶格常数以及合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响规律。研究实验结果表明：固溶后的Ag-4Cu-0.3Ni-Ce合金第二相组织以圆颗粒状弥散分布于基体上。相比固溶时间，固溶温度对促进合金第二相溶入基体的作用更大。该合金在中高温固溶（720℃、740℃、760℃）后，基体上出现了较多的大尺寸孪晶，基体晶粒尺寸较Ag-4Cu-0.3Ni合金的略有增大。随着时效温度的升高，Ag-4Cu-0.3Ni合金基体上逐渐析出弥散的细小颗粒，添加Ce元素能促进析出相在中高温度时效（420℃、450℃、480℃）下长大但不能抑制晶粒随时效时间的延长而粗化。在晶格常数方面，固溶初期Ag-4Cu-0.3Ni合金晶格常数收缩较快；随着固溶温度接近共晶温度，固溶度增大速度减慢；添加Ce元素有利于合金固溶度进一步大幅度提高。在显微硬度方面，相比Ag-4Cu-0.3Ni合金而言，添加Ce以后合金固溶后的硬度值较低且随固溶温度的升高而下降的趋势更为平稳。时效初期合金的硬度值迅速升高，且升高时效温度和添加Ce元素都使得过时效提前出现。相比较Ag-4Cu-0.3Ni合金，Ag-4Cu-0.3Ni-Ce合金过时效后的硬度值更平稳，值略高。Ag-4Cu-0.3Ni合金低温时效后的耐蚀性随时效时间变化波动较大，而经过高温时效的受时效时间影响较小。时效处理后Ag-4Cu-0.3Ni-Ce合金的整体耐蚀性受时效时间和时效温度影响较Ag-4Cu-0.3Ni合金更小；低温时效后的耐蚀性受时间影响较小但随时效时间的延长而下降；经过高温时效后，合金的钝化区因时效时间不同出现了一定差异，但耐蚀性较同时效工艺下的Ag-4Cu-0.3Ni合金有所提高。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-20
  1.1 引言  10-11
  1.2 电接触材料发展  11-12
    1.2.1 电接触材料的发展  11
    1.2.2 电接触材料的分类  11-12
  1.3 银基弱电接触材料发展现状  12-16
    1.3.1 银基电接触材料  12-14
    1.3.2 含稀土银基电接触材料  14-16
    1.3.3 稀土在银基电接触材料中的作用机制  16
  1.4 银基电接触材料的腐蚀性能与防护  16-18
    1.4.1 银合金的腐蚀行为  16-17
    1.4.2 防止银合金腐蚀失效的方法  17-18
  1.5 论文的研究意义和主要内容  18-20
2. 试验设备及方法  20-23
  2.1 试验材料及其制备  20
  2.2 试验设备  20
  2.3 试验方法及参数  20-23
    2.3.1 金相试样制备试验  20-21
    2.3.2 X 射线衍射分析  21
    2.3.3 显微硬度测试试验  21
    2.3.4 腐蚀电化学试验  21-23
3. 合金的热力学预测和固溶度计算  23-29
  3.1 Ag-Cu-Ni-Ce 合金的热力学预测  23-27
    3.1.1 二元合金的计算模型  23-25
    3.1.2 三元合金的计算模型  25-27
  3.2 合金固溶度的计算  27-29
4. 固溶处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金组织和性能分析  29-43
  4.1 固溶处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微组织分析  29-35
    4.1.1 固溶温度对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微组织影响  30-33
    4.1.2 固溶时间对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微组织影响  33-35
  4.2 固溶处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微硬度分析  35-38
    4.2.1 固溶温度和时间对 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微硬度的影响规律  36-37
    4.2.2 固溶温度和时间对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 合金显微硬度的影响规律  37-38
  4.3 固溶处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金的 xrd 分析  38-42
    4.3.1 不同固溶温度下 Ag-4Cu-0.3Ni 合金 xrd 衍射图谱分析  38-39
    4.3.2 固溶温度对 Ag-4Cu-0.3Ni 合金晶格常数和固溶度的影响  39-41
    4.3.3 固溶态下元素 Ce 对合金晶格常数和固溶度的影响  41-42
  4.4 本章小结  42-43
5. 时效处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金组织和性能分析  43-61
  5.1 时效处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微组织分析  43-47
    5.1.1 时效温度对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微组织的影响  43-45
    5.1.2 时效时间对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微组织的影响  45-47
  5.2 时效处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微硬度分析  47-50
    5.2.1 时效温度和时间对 Ag-4Cu-0.3Ni 合金显微硬度的影响规律  47-48
    5.2.2 时效温度和时间对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 合金显微硬度的影响规律  48-50
  5.3 时效处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金的 xrd 分析  50-51
    5.3.1 时效时间对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金晶格常数影响  50
    5.3.2 时效态下元素 Ce 对合金合金晶格常数和固溶度的影响  50-51
  5.4 时效处理后 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金的电化学性能测试分析  51-59
    5.4.1 时效温度对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金电化学腐蚀性能的影响  51-56
    5.4.2 时效时间对 Ag-4Cu-0.3Ni-Ce 和 Ag-4Cu-0.3Ni 合金电化学腐蚀性能的影响  56-59
  5.5 本章小结  59-61
6. 结论  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-68
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  68

新型Ag-4Cu-0.3Ni-Ce电接触材料固溶时效工艺研究

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