铜合金的显微组织和力学性能赵菲.doc

铜合金的显微组织和力学性能
cu-3ag-0.5zr合金通过真空感应熔炼并随后通过热锻造和轧制处理后生产出来的。详细的微观结构的表征溶液处理（ST）标本显示三种类型的阶段：Cu基体，锆丰富的阶段，和Cu-Ag-Zr合金相。传输电子显微镜研究和能量色散X射线光谱分析建立在ST条件存在的富Zr的大颗粒。在450℃下老化4.5h后溶液处理产生均匀分布的细小的平均粒径为9±2nm的球形银颗粒。因此，室温屈服强度（YS）和极限拉伸强度（UTS）的老化试样提高了110%和15%，分别，相比，120和290MPa的ST样本。对于老化的样品,在升高的温度，YS下降到146和100兆帕540和640，分别处理。相反，YS增加到140MPa540C，然后观察值为105MPa，在640CST样本减少。由于粗化和第二相析出，而增加在YS是归因于原位老化的样品，这在较高温度减少了YS。
关键词：老化，Cu-Ag-Zr合金，电子显微镜，高温性能
1。简介
由于其高导热耦合强度高，铜和铜合金有高的理想选择，热通量的应用（参考文献1）。火箭发动机是一个液体火箭发动机推力室这样的应用程序，所以需要的材料能在高温（HT）和高压力在操作过程中使用的。此外对于热传导，对推力室壁材料应随着像液态氢液体推进剂相容，氧，煤油，等。（参考文献2）。虽然纯铜具有很高导热性，但是其性能受对于给定的应用程序下的力学性能影响。因此，几个铜合金被设计成了次要的Cr，Zr，Nb的添加和银，以提高其强度没有很大程度上恶化的电导率（REF3-5）。cu-3ag-0.5zr合金（narloy-z）因为其强度和高导电性是一个被用于对液体火箭发动机燃烧室衬垫的制造发动机这样的合金（参考文献6，7）。这种合金的高导电性是由于在室温下在铜和银锆溶解度极低（RT）（参考文献8）。除了连续沉淀的推广，银作为强化元素，锆作为晶粒细化剂和氧的固定器（参考文献9）。目前合金相当于由洛克达研制的narloy-z专有合金（参考文献10）。在这项研究中的合金生产采用真空离心铸造工艺，目前的技术不可用（参考文献10）。然而进入的cu-3ag-0.5zr合金的发展传统的熔炼、锻造技术需要相当大的努力。然而，通过常规的真空产生的合金的性能感应熔炼（VIM）和锻造在微观结构的表征和力学文献是稀缺的。
因此，来表征其微观结构和机械性能的努力已经作出。
2。材料与方法
一个10公斤cu-3ag-0.5zr合金熔体在vim采取使用纯金属炉。在石墨做的
坩埚里融化，熔化倒入钢模。使用X射线荧光分析化学成分（重量百分比）的合金被确定为cu-2.85ag-0.4zr。铸坯匀浆在950C5h后空冷却。锻造和轧制温度实现一盘500915098立方毫米950-850C系列。在935C0.5h后空冷和450老化4.5h和空气冷却下，标本切板固溶处理（ST）。机械抛光的样品用5毫升的FeCl3+20毫升盐酸+10毫升水和蚀刻在光学显微镜下检查（Olympusgx-71）扫描电子显微镜（Carl生产evo-50）
配备牛津能量色散X射线光谱仪（EDS）。双射流抛光溶液中硝酸：使用甲醇（2∶1）在T=30C，V=10-12做平面薄膜透射电子显微镜（TEM）研究。薄箔透射电镜观察（飞利浦的）配备EDS工作在200kV下。评价ST和溶液和老化力学性能（STA）在室温和高温条件下（540和640C）。所有的测试都使用一个通用的测试进行了机（英斯特朗5503）。
每ASTME8和ASTME21分别做RT和HT测试。本文机械报告的性质基于平均三个独立的试验在RT和HT进行。

图1光学显微镜观察合金的铸态：（a），（b）热锻，（c）和（d）热轧，ST（箭头指向粒子）
3。结果与讨论
3.1.1光学显微镜。图1显示了不同阶段下的cu-3ag-0.5zr合金的显微组织加工条件：铸造（图1A），热锻（图1B），热轧（图1c），ST（图1d）。铸态组织由枝晶，共晶相，次相颗粒嵌入在铜矩阵如图1所示（一）。同质化和热锻后，铸态组织转化与再结晶晶粒组织退火孪晶的如图1（b）。此外，一个清晰的黑暗的第二相粒子的分布进行观察。这是值得一提的是，黑粒子在双重要晶界和晶界的晶粒确认它们的作用炼油厂。这些黑色物质限制晶粒生长的钉扎热加工和热处理后的晶粒边界操作。在热轧条件下，晶粒得到细化可能是由于动态再结晶，并拉长晶粒在轧制方向观察对齐颗粒，如图1所示（C）。然而，组织转变为等轴晶粒结构与退火孪晶0.5小时后的空气在935℃固溶处理后冷却，如图1所示（D）。
在ST的晶粒尺寸测量为50±7LM是条件。
3.1.2扫描电子显微镜。扫描在溶液中的合金相的电子显微照片治疗是在图2所示。EDS定性分析这个阶段的结果如表1所示（串行数表1与图2中的数字）。EDS定性分析这个阶段的结果如