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形变Cu-Fe原位复合材料组织和性能的研究

作　者: 毕莉明
导　师: 刘平
学　校: 河南科技大学
专　业: 材料学
关键词: 原位复合材料 Cu-Fe-Ag-Zr 导电率抗拉强度热稳定性
分类号: TB331
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
引　用: 2次
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内容摘要

高速电气化铁路的快速发展,对导体材料的性能提出了更高的要求,需要导体材料具有高强度、高导电性和高的热稳定性的组合。同时,为了使材料能够得到大规模的应用,材料本身还要具有经济性,而铜铁系原位形变复合材料的开发有望满足以上要求。经室温拉拔和多次中间退火工艺制备了形变Cu-10Fe-1.5Ag、Cu-10Fe-1.5Ag-0.1Zr及Cu-10Fe-1Ag原位复合材料。对其组织、导电率、抗拉强度和热稳定性能等进行研究,得出以下结论:用SEM分析了Cu-10Fe-1.5Ag及Cu-10Fe-1.5Ag-0.1Zr合金的铸态组织和形变组织。结果表明,随应变量增加,第二相铁逐渐演变成纤维组织,横截面呈弯曲蠕虫状。研究了形变Cu-10Fe-1.5Ag、Cu-10Fe-1.5Ag-0.1Zr原位复合材料的抗拉强度和导电率。结果表明,随应变量增加,抗拉强度和导电率逐渐升高。中间退火对抗拉强度影响不大,但使铁、银粒子从铜基体中析出,有效提高了材料的导电率。研究了银元素对形变Cu-Fe原位复合材料导电性能的影响。结果表明,银元素含量增加,材料导电率随之增加。应变量为6.70时,形变Cu-10Fe-1.5Ag原位复合材料的导电率达到57.9%IACS,而Cu-10Fe-1Ag的仅为52.2%IACS。研究了锆元素对形变Cu-Fe原位复合材料热稳定性能的影响。结果表明,添加锆元素后,材料的热稳定性提高。应变量为6.70时,Cu-10Fe-1.5Ag和Cu-10Fe-1.5Ag-0.1Zr的抗软化温度分别达到450°C和500°C,加入0.1%Zr后,抗软化温度提高了50°C。通过分析,应变量为6.70时,经工艺AП和工艺BП制备的形变Cu-10Fe-1.5Ag和Cu-10Fe-1.5Ag-0.1Zr原位复合材料,在退火温度为400°C时,可以得到较佳的综合性能。Cu-10Fe-1.5Ag的较佳性能组合分别是841MPa/58.6%IACS和811MPa/60.9%IACS ; Cu-10Fe-1.5Ag-0.1Zr的较佳性能组合分别是959MPa/55.6%IACS和854MPa/59.0%IACS。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第1章前言  7-13
  1.1 绪论  7-9
  1.2 高强度铜合金的设计与制备  9-12
    1.2.1 合金化法  9-10
    1.2.2 复合材料法  10-12
  1.3 课题来源与研究意义  12-13
第2章试验材料与方法  13-17
  2.1 试验材料及合金制备  13-15
  2.2 试验方法  15-17
第3章组织观察及性能测试  17-30
  3.1 组织观察  17-20
    3.1.1 铸态组织SEM 观察  17-19
    3.1.2 形变组织SEM 观察  19-20
  3.2 抗拉强度测试  20-25
  3.3 导电率测试  25-30
第4章热稳定性测试及 Zr 对材料性能的影响  30-39
  4.1 热稳定性测试  30-36
    4.1.1 不同退火温度下的抗拉强度  30-33
    4.1.2 形变原位复合材料退火后的导电率  33-36
  4.2 合金元素Zr 对Cu-10Fe-1.5Ag 性能的影响  36-39
第5章分析与讨论  39-50
  5.1 变形及退火对力学性能的影响  39-40
    5.1.1 大变形对抗拉强度的影响  39-40
    5.1.2 中间退火对抗拉强度的影响  40
  5.2 变形、退火及合金元素对导电率的影响  40-47
    5.2.1 冷拔变形及中间退火对导电率的影响  42-44
    5.2.2 中间退火次数对导电率的影响  44-45
    5.2.3 合金元素Ag 含量对导电率的影响  45-47
  5.3 热稳定性能分析  47-48
  5.4 材料的综合性能  48-50
第6章结论  50-51
参考文献  51-55
致谢  55-56
攻读硕士学位期间的研究成果  56

形变Cu-Fe原位复合材料组织和性能的研究

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