论文部分内容阅读
本文以废杂铜为原料，经过熔炼、精炼、除杂后，再运用水平连铸及后续的热挤压制备了HAl61-4-3-1铝黄铜棒材，研究了HAl61-4-3-1复杂铝黄铜水平连铸的组织与性能，以及后续热挤压对复杂铝黄铜组织性能的影响，分析比较了热挤压复杂铝黄铜与文献报道的等通道转角挤压铜及其简单合金的组织性能差异，并讨论了改善挤压变形工艺的问题。对水平连铸HA161-4-3-1铝黄铜的组织进行观察，合金组织主要由β相、树枝状γ初生相与弥散分布在基体β相上的粒状强化相组成。力学性能为抗拉强度669MPa、屈服强度484MPa，延伸率5.5%、硬度230Hv。水平连铸后的热挤压HA161-4-3-1铝黄铜的显微组织主要由α相、β相、初生相及β相上的弥散粒状强化相组成，比水平连铸态多了α相；基体相与γ初生相细化程度较大，分别从水平连铸态的>100μm、50~150μm减小到后续热挤压态的10~25μm、2~16μm，降幅超过75%，而β相上的粒状相尺寸没有变化，仍为1~8μm。力学性能有较大增长，抗拉强度增加了10MPa，同时延伸率提高了7.5%，而屈服强度与硬度值分别下降了133MPa和38Hv。拉伸断口微观组织研究发现：水平连铸态的拉伸断口较为粗糙，而水平连铸后热挤压态的拉伸断口较为平整，热挤压态的拉伸断口塑性断裂比例更大，它们都为塑性、脆性混合断裂。水平连铸态HAl61-4-3-1铝黄铜试棒拉伸断口的显微组织中可观察到大量花瓣状与树枝状的初生相，系富Al-Ni化合物，而以韧窝形式存在的基体组织包围着花瓣状与树枝状初生相。挤压态HAl61-4-3-1铝黄铜试棒的拉伸断口的显微组织中，韧窝较深且尺寸较大，韧窝中的初生相与基体结合更为紧密且成分有细微变化。对比水平连铸后续的热挤压HAl61-4-3-1铝黄铜与文献报道的ECAP铜及其简单合金，发现热挤压下的抗拉强度为679MPa，屈服强度为351MPa，延伸率为13.0%，都高于ECAP铜及其部分简单合金；但ECAP Cu-8、16at.%Al简单铜合金的抗拉强度达到720、862MPa，屈服强度达到670、740MPa，大大高于热挤压铝黄铜。因为热挤压HAl61-4-3-1铝黄铜的晶粒粗大，α相与初生相尺寸分别为15~80μm与5~20μm，组织中的块状初生相、动态再结晶晶粒及动态回复作用使合金保持了良好的强度与塑性；而ECAP铜及其简单合金由于晶粒细小，晶粒尺寸为0.28~0.05μm，具有很强的细晶强化效果，可大幅提高强度，但加工硬化严重，延伸率仅为2.0%与2.2%。