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Cu-Cr-La合金的熱處理實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分析

來源:開封市華能電爐有限公司 | 作者:huanengdl | 發(fā)布時(shí)間: 2017-04-24 | 4886 次瀏覽 | 分享到:

實(shí)驗(yàn)用合金在真空感應(yīng)熔煉爐中熔煉。固溶和時(shí)效處理在SK-2. 5-13型管式爐中進(jìn)行，氬氣保護(hù)，固溶處理溫度9 5 0℃，保溫1 h，隨后在400、450、500、550、600℃保溫2 h進(jìn)行時(shí)效處理；在以上最佳溫度的基礎(chǔ)上研究不同保溫時(shí)間對合金組織和性能的影響。顯微硬度測試在HV-120型數(shù)顯顯微硬度計(jì)上進(jìn)行；用7 5 0 1型渦流電導(dǎo)儀測試材料的電導(dǎo)率；在XJ B-l型光學(xué)金相顯微鏡上觀察顯微組織。

    時(shí)效溫度對Cu-0.3Cr-0.3La合金電導(dǎo)率的影響
    為Cu-0.3Cr-0.3 La合金電導(dǎo)率、硬度和時(shí)效溫度的關(guān)系曲線。可以看出，電導(dǎo)率隨著時(shí)效溫度的上升而高，在500℃達(dá)到最大值，達(dá)96.3%IACS，隨著溫度的進(jìn)一步升高電導(dǎo)率下降。固溶元素含量越高，對電子的散射作用就越大，合金電導(dǎo)率就越低．反之則越高。由于該合金是析出硬化型合金，因此時(shí)效的過程是從過飽和固溶體中析出富Cr相的過程。時(shí)效過程中由于溶質(zhì)脫溶、固溶體貧化、共格性喪失和脫溶物的聚集等原因?qū)е码娮柘陆祻亩岣吡藢?dǎo)電能力。隨著溫度的升高其彌散析出的笫二相擁有長大的趨勢，其電子散射作用增大，所以其電導(dǎo)率有所下降。
    可以看出，合金的硬度隨著時(shí)效溫度的升高呈現(xiàn)先升后降的規(guī)律.450℃保溫2h，硬度為103HV，比400℃保溫2h硬度提高了14.4%。500°C保溫2h的硬度比450℃保溫2h降低了3.9%，為99HV。550℃保溫2h的硬度比500℃保保溫2h時(shí)效處理有所增加，并且黑色富鉻顆粒開始聚集，晶界開始粗化。通過比較分析可以看出，在500℃時(shí)效2h可獲得良好的顯微組織。溫2H降低了18.0%，只有81.2 HV。600℃時(shí)效2h的硬度比550℃時(shí)效2h降低了16%，只有68.2HV。這是由于在時(shí)效初期合金過飽和度大，析出動力大使第二相以較快的速度析出，故顯微硬度迅速提升。時(shí)效溫度越高，固溶原子的擴(kuò)散能力就越強(qiáng)，第二相析出速度越快，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)可以充分的彌散析出，當(dāng)溫度高于450～500℃時(shí)，由于溫度越高，第二相越容易長大，且隨著溫度越高，達(dá)到它所在溫度．硬度峰值所需時(shí)間越短，產(chǎn)生“過時(shí)效”，使得其硬度開始下降。
    時(shí)效時(shí)間對Cu-0. 3Cr-0.3 La合金的電導(dǎo)率和硬度的影響
    硬度與保溫時(shí)間的關(guān)系曲線。從中可以看出隨著時(shí)效時(shí)間的增加，合金電導(dǎo)率增加'但是時(shí)效時(shí)間在2 h之后其電導(dǎo)率變化變緩。這是由于在時(shí)效初期固溶于銅基體中的合金元素大量析出'使其電導(dǎo)率迅速增加。在時(shí)效后期，隨著時(shí)效時(shí)間的延長，從基體中析出的合金元素越來越少，因此電導(dǎo)率變化逐漸趨于水平。從圖5可以看出，隨著時(shí)效時(shí)間的增加，合金硬度先升后降。合金在時(shí)效初期由于析出相彌散分布，并與基體保持著共格關(guān)系，故其硬度得以迅速提高。且隨時(shí)效溫度提高，第二相析出速度加快，顯徽硬度在時(shí)效初期上升的幅度也就越大。隨著時(shí)效時(shí)間的延長，出現(xiàn)“過時(shí)效”現(xiàn)象，因此在時(shí)效過程中顯微硬度曲線出現(xiàn)了峰值，隨后曲線呈現(xiàn)緩慢下降趨勢。