Cu-3Ti-2Mg合金热力加工研究

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本文系统研究了 Cu-3Ti-2Mg合金铸态、固溶态以及时效态的组织和性能,以及冷轧和时效处理对Cu-3Ti-2Mg合金的组织和性能的影响。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及电子背散射衍射(EBSD)对组织和析出相进行了表征,对Cu-3Ti-2Mg合金的硬度、导电率、弹性模量、屈服强度和摩擦系数进行了测试。通过以上研究,得到以下结论:(1)铸态Cu-3Ti-2Mg合金的组织为典型的树枝晶,主要由α-Cu(Ti,Mg)和Cu2Mg相组成。铸态Cu-3Ti-2Mg合金导电率和硬度分别为11.5%IACS和259HV。(2)经800℃保温10h均匀化处理+700℃保温4h固溶处理后,Cu-3Ti-2Mg合金的导电率和硬度最低。(3)时效初期,Cu-3Ti-2Mg合金中过饱和固溶体脱溶分解,生成Cu2Mg相,并连续析出)β’-Cu4Ti相,合金得到强化。随着时效的进行,发生β’→β转变并生成与基体保持非共格关系的β-Cu3Ti相,Cu2Mg相逐渐粗化,从而导致合金硬度降低。溶质原子以Cu2Mg、β’-Cu4Ti、β-Cu4Ti和β-Cu3Ti的形式析出,降低了基体中Ti的含量,是导电率恢复的主要原因。(4)时效前冷轧处理使Cu-3Ti-2Mg合金获得较大的畸变能,促进第二相粒子析出,提高合金的导电率和硬度,缩短了合金达到峰值硬度时效时间。经过70%冷轧+450℃保温3h时效处理,Cu-3Ti-2Mg合金具有良好的综合性能,导电率、硬度、弹性模量、屈服强度和摩擦系数分别为 18.1%IACS、362HV、141.12GPa、1.004GPa 和 0.66。
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