文档介绍：上海交通大学
博士学位论文
高强高导电铜合金研究
姓名:陆德平
申请学位级别:博士
专业:材料加工工程
指导教师:孙宝德
20070601
高强高导电铜合金研究摘要和机电制造等行业领域,本文以电气化铁路接触电网和超大规模集成电路引线框架用材为研究对象,分别研究开发狿和猄研究技术路线:采用技术,对所研究的合金系进行相平衡热力学计算,预测合金中各时效温度下析出强化相的组成和质量分数,以此指导研制合金的化学成分微组织,以提高合金的综合性能;采用对材料导电率影响小的时效强化、加工硬化和细晶强化复合技术制备合金,通过添加物理化学性质特殊的稀土和硼元素提高合金再结晶开始温度并细化晶粒来实现三种强化手段的叠加。依据上述技术路线,设计和制备了实验合金材料,使用砑訡—虲—两个系列的合金进行了相平衡热力学计算。采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针和透射电镜等结构分析手段和拉伸实验、显微硬度测量、电阻率测量等实验测试手段,系统地研究了合金成分、稀土和硼微量元素、热处理工艺、高强高导电铜合金广泛应用于微电子、交通、航天、航空、冶金两种高强高导电铜合金新材料。设计;通过对合金的成分和热处理工艺技术进行优化,获得优选的显冷变形对试验合金的显微组织和力学与导电性能的影响规律及作用机制,取得以下主要研究结果:上海交通大学博士学位论文
—和’辖鹛逑档娜攘ρР问辛擞呕扑懔肆个体系合金的富铜区等温截面相图。计算结果表明,.和猄岛辖鹪娴任陆孛娴母煌嬖诙喔龆嗲和三相区,合金的析出相种类及各相所占的比例分别主要取决于成分中的/疭戎岛臀露龋蚨ü髡辖鸬某煞趾褪毙露就可以控制合金中的析出相。本文的相平衡热力学计算结果为通过研究添加微量元素对试验合金的组织与性能的影响规律,发现微量的和K乜梢韵灾靥岣逤和猄岛辖鸬合金可获得较佳的加工硬化和时效强化复合的效果,这不仅使合金的强度峰值明显提高,而且使合金的强度峰值与导电率峰值正好对应于相同的时效温度。和跋焓匝楹辖鸹馗从朐俳峋Ч痰幕莆#迁移、位错的滑移与重排和再结晶界面的迁移,从而推迟合金的回复、素还起显著的细化晶粒和净化材质的作用。所以,正是由于虲元素的这些作用,使得合金获得了优异的高强度与高导电率综合性研究了冷变形对试验合金组织和性能的影响规律,结果表明,增加冷变形量可以大幅度地提高合金的强度,而对导电性影响不大。但采用际酰谙喙匮芯恳延械氖笛槭莼∩希狿和猄蹈咔扛叩嫉缤辖鸬某煞稚杓萍笆毙Чひ盏制定提供了重要的理论依据。再结晶开始温度,使合金的再结晶在时效达到强化峰值后发生,因而虲釉诰迦毕菁熬Ы绱Φ钠ň郏柚笴逯械牡闳毕莸抑制再结晶核心的形成和晶体的长大。同时,添加微量的和能。工
进行。而再结晶发生后,再结晶界面扫过的析出颗粒将快速粗化,这在、和狥治龀鱿唷T诟呶率毙保現元素含量高的合金在析出和相的同时也会出现一部分析出相,这与热力学计算的结果基本吻合;/戎到系偷暮辖鹁哂懈叩合金的/戎岛虵元素的加入量。研究结果表明,当、致。龀鱿嘤欣诤辖鸹竦酶叩那慷龋滞北3纸虾玫由于实现了对合金成分优化和显微组织的控制,以及加工硬化、当变形率达到%左右时,继续增加变形量合金强度的上升趋缓。对时效析出与再结晶的交互作用进行了分析研究,理论分析结果表明,如果时效析出先发生,则析出相的钉扎作用强烈抑制再结晶的与试验结果相吻合。因此,合金应避免高温长时间时效。——辖鸬南晕⒆橹治鼋峁砻鳎杂贔疨值较低的合金,主要存在和两种析出相。而/到细叩暮辖穑虼强度,但是,降低/戎祷嵩黾踊逯泄倘艿腜原子数量,对合金的导电率不利。因此,应根据强度和导电综合性能要求合理地设计元素加入总量在矗プ笥遥現疨质量比为笥沂保辖成分位于嗲诮麱狥三相区,有利于获得高强度和高导电综合性能。对猄辖鸬南晕⒆橹治鼋峁砻鳎诤辖鸪煞值腘疭质量比为左右的情况下,合金的时效析出相主要是正交晶格的啵保嬖谏倭康腨合啵庥肴攘ρЪ扑愕慕峁导电性能。时效强化与细晶强化的复合叠加,本文研制的上海交通大学博士学位论文
合金,拉伸强度分别达到由炻史直鸫锏电综合性能优异,实用价值较高,具有良好的应用前景。.%,导电率分别达到和%。两种合金的强度与导关键词:高强度,高导电,铜合金,狿,猄捕要
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