發(fā)布時間：2020-05-09 18:10

【摘要】：銅鈦合金因具有高強度、高彈性及高導電性等優(yōu)良特性,而在相關(guān)電工電子領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注及應用。銅鈦合金系時效強化合金,在時效處理過程中會出現(xiàn)調(diào)幅分解及有序化等相變特征。不同的合金成分、加工工藝及時效處理制度都會影響銅鈦合計的相變特性和性能。表面機械研磨處理是近年來常用的用來改善金屬材料性能,能夠在材料表面制備納米晶表層。時效處理能夠促進固溶態(tài)的中溶質(zhì)原子的析出,增強材料整體的機械性能。本文選用Cu-4wt%Ti合金分別采用SMAT+時效處理和時效處理兩種處理方式,將表面機械研磨處理(SMAT)與時效處理有機結(jié)合,主要研究表面機械研磨對Cu-4wt%Ti合金時效處理過程的影響,通過對經(jīng)過SMAT處理的時效處理和未經(jīng)過SMAT處理的時效處理的Cu-4wt%Ti合金進行表征對比;本文還研究了不同的時效溫度和不同的時效時間對時效處理過程的影響,以探索表面機械研磨處理對Cu-4wt%Ti合金的時效過程的影響。實驗主要內(nèi)容結(jié)果如下:(1)Cu-4wt%Ti合金在1203 K固溶處理120 min,然后進行60 min的SMAT處理后在Cu-4wt%Ti合金表面成功制備納米晶層,納米晶層的厚度大約為30μm,組織中存在大量的形變孿晶。(2)SMAT處理進行時效處理能夠明顯提高材料的硬度,隨著時效處理時間的增加硬度呈現(xiàn)一個先增加后減小的趨勢,在時效處理8 h時硬度達到峰值;在同一時效時間下,在距離表層40μm處達到該時效溫度的峰值硬度。在200℃時效處理8 h,距離表面40μm峰值硬度相對于基體增加了68.6%,在500℃時效處理8 h,距離表面40μm峰值硬度相對于基體增加77.1%,在500℃時效處理時硬度提升明顯高于在200℃;未SMAT處理的試樣經(jīng)過時效處理時間的增加硬度逐漸增加,時效處理4 h時達到峰值。SMAT后時效處理能夠大大提高材料硬度。(3)SMAT后經(jīng)過時效處理顯微組織發(fā)生明顯的變化,隨著時效時間的增加,孿晶交割程度增加、蝕刻加深。SMAT后時效處理在峰值硬度附近微觀組織主要以孿晶為主,越接近峰值位置孿晶的體積、數(shù)量越多,孿晶界明顯提高材料的強度。500℃時效處理在晶界處及其附近存在大量的析出相,形態(tài)以針狀為主。當時效時間增加時,析出相存在明顯的的長大趨勢。(4)Cu-4wt%Ti合金的導電性隨著時效處理時間的增長而增加,時效處理1 h為電導率的快速增長階段,1 h后增長速率放緩,12 h后達到恒定值。SMAT后500℃時效處理電導率達到了18%IACS,而未SMAT 500℃時效處理電導率為12%IACS,SMAT后時效處理的導電性明顯高于未SMAT時效處理。高溫時效處理時電導率的變化趨勢與低溫時效類似,但高溫時效的導電性明顯好于低溫時效。因此高溫更有利于時效析出,提高導電性。當時效處理8h時硬度此時達到峰值硬度,有效達到了強度與導電性的結(jié)合。
【圖文】：

圖 1-1 等通道轉(zhuǎn)角擠壓（ECAP）原理圖chematic illustration of equal channel angular pressing (EHPT）是指對金屬進行加工，，使樣品受到壓縮圖 1-2 所示。樣品以盤的形式位于兩個砧座之，然后旋轉(zhuǎn)下砧座，通過摩擦力使盤剪切變形形工件，大大限制了加工效率。A.P. Zhilyaev高壓扭轉(zhuǎn)（HPT）過程中影響晶粒細化的顯微型來解釋 HPT 中均勻微觀結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

圖 1-2 高壓扭轉(zhuǎn)（HPT）原理圖1-2 Schematic illustration of high pressure torsion (HPT研磨（SMAT）的概念首先是由盧柯院士提出[4地碰撞金屬材料表面，使金屬表面在短時間米級別。這種方法大大增強了表面特性而不改特定結(jié)構(gòu)和性能要求的最為靈活的一種方法。經(jīng)濟，因此具有很高的潛力。由于 SMAT 簡單應用中非常有價值。同時，SMAT 還提供了一化過程。由于從處理面到深層的應力和應變速為零，可以觀察在不同應力水平下的微觀結(jié)構(gòu)本機制。面處理如噴丸強化之間存在差異。例如，（i）
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.11;TG580.68

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本文編號：2656529