【摘 要】
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Cu-Fe合金成本低廉,且具有良好的综合性能,其应用前景非常广阔。本文在Cu-Fe合金中加入微量C,以Cu-Fe-C合金为研究对象,先通过机械合金化制备Fe-C预合金粉,再与Cu粉进行球磨混粉,然后经真空热压烧结后制备出Cu-Fe-C合金,研究了烧结温度、烧结时间以及不同Fe、C含量对合金组织性能的影响,实验得到的主要结论如下:在球磨40h和80h时Fe-1wt%C和Fe-2wt%C粉体分别完成机
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Cu-Fe合金成本低廉,且具有良好的综合性能,其应用前景非常广阔。本文在Cu-Fe合金中加入微量C,以Cu-Fe-C合金为研究对象,先通过机械合金化制备Fe-C预合金粉,再与Cu粉进行球磨混粉,然后经真空热压烧结后制备出Cu-Fe-C合金,研究了烧结温度、烧结时间以及不同Fe、C含量对合金组织性能的影响,实验得到的主要结论如下:在球磨40h和80h时Fe-1wt%C和Fe-2wt%C粉体分别完成机械合金化,再与Cu粉进行球磨混粉20h后,合金粉体较均匀。在真空热压烧结条件下可以制备出Fe-C颗粒在Cu基体中均匀分布的Cu-Fe-C合金。烧结温度的升高使Cu基体中的Fe-C颗粒由条状转变为球状,且尺寸逐渐增大,合金内部孔洞减少,致密度上升。而当温度过高时,合金致密度略微下降。烧结时间对Fe-C颗粒尺寸大小的影响较为重大,在烧结30min时,Fe-C颗粒细小均匀。合金的致密度随着烧结时间的延长先降低后升高。随着C含量的增加,Cu-10Fe、Cu-9.9Fe-0.1C和Cu-9.8Fe-0.2C合金的第二相颗粒尺寸逐渐增大,三种合金的致密度相差微小。Cu-（9.8Fe-0.2C）-0.5C合金中由于有片状珠光体形成,其第二相颗粒均匀性较差,而致密度提高。不同工艺参数下制备的合金的XRD衍射图谱均由Cu和α-Fe两相组成,而通过TEM分析发现,当烧结温度较高时,合金内部存在γ-Fe相。随着烧结温度的升高,合金的硬度和抗拉强度逐渐下降,而导电率在850℃时上升至峰值后有所下降。不同烧结时间下合金的导电率、硬度和抗拉强度波动幅度不大,由于烧结30min时,合金的Fe-C颗粒分布更加细小均匀,其性能更加优良。随着C含量的增加,Cu-9.9Fe-0.1C和Cu-9.8Fe-0.2C合金的导电率和硬度相较于Cu-10Fe合金皆有提升,但抗拉强度下降。而Cu-（9.8Fe-0.2C）-0.5C合金的导电率、硬度和抗拉强度皆呈下降趋势。不同工艺参数下制备的合金的拉伸断口均表现出典型的韧性断裂的特征,断口形貌上均存在着大量韧窝,韧窝的尺寸和深浅与第二相颗粒有关。
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