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采用定向凝固方法制备Cu-Cr-Ti合金可以同时发挥铜基体的高导电性能和纤维状第二相的力学强化作用,具有广泛的应用市场前景。但是,随着电气化道路的快速发展,对接触导线、引线框架用铜合金材料提出了更高的要求,因此开发新型高性能铜合金非常有必要。本文基于以上背景,通过定向凝固液态金属冷却(LMC)法制备Cu-Cr-Ti合金,研究分析了定向凝固速率以及不同Cr、Ti元素含量对Cu-Cr-Ti合金组织性能的影响并进行了取向分析;研究了形变热处理定向凝固Cu-Cr-Ti合金的时效工艺及时效析出行为,与经相同形变热处理工艺“浇铸+挤压”法制备的Cu-Cr-Ti合金在组织性能上进行了深入比对,研究了两种方法制备的Cu-Cr-Ti合金高温软化机制。本研究在定向凝固Cu-Cr-Ti合金工艺-成分-组织-性能之间形成了完整的构效关系,研究结论如下:对于定向凝固Cu-Cr-Ti铸态合金,α-Cu相随定向凝固速率的增加会发生界面失稳而发生形态转变,平界面→胞状晶→胞状树枝晶→柱状树枝晶→柱状晶,算得Cu-0.3Cr合金的平/胞、胞/枝临界转换速率分别约为10μm/s、30μm/s;Cr元素以颗粒状β-Cr相形式存在,且其轴向尺寸会随着定向凝固速率增加而增加;Ti元素以固溶原子的形式弥散分布于铜基体中,其含量的增加会显著细化α-Cu相晶粒,且会阻碍β-Cr相的轴向生长;定向凝固Cu-Cr-Ti合金铸态样品的硬度相比于铁模浇铸样品的提高约20 HV,而导电率相差不大;定向凝固Cu-0.3Cr、Cu-0.67Cr合金铸态样品性能峰值分别为达到63%IACS、13.5 HV与47%IACS、128.2 HV;定向凝固Cu-0.31Cr-0.18Ti铸态合金相比于Cu-0.3Cr合金硬度上升了20%,导电率下降38.4%。对于形变热处理定向凝固Cu-Cr-Ti合金,时效过程中会析出纳米级的β′-Cr相以及β′-Cu4Ti有序相,且β′-Cu4Ti有序相会显著抑制析出β′-Cr相的尺寸;定向凝固Cu-0.3Cr、Cu-0.67Cr合金拉拔态样品分别经过450℃?1 h以及400℃?1.5 h时效后综合性能达到峰值86.5%IACS,548.7 MPa与70.2%IACS,589.9 MPa;不同定向凝固速率的Cu-0.33Cr-0.05Ti、Cu-0.31Cr-0.18Ti合金拉拔态样品经时效后导电率分别维持在80%IACS、70%IACS左右,且抗拉强度峰值为589.5 MPa、623.5 MPa;定向凝固法与“浇铸+挤压”法制备的Cu-Cr-Ti合金峰时效态样品的高温抗软化温度分别为590℃、560℃,且两种方法制备的Cu-Cr-Ti合金高温软化机制是由于不同温度下退火,分别发生了静态回复、析出Cr相粗化、静态再结晶以及再结晶晶粒长大。