[發(fā)明專利]一種同時提高Cu-Cr-Nb合金強度和導(dǎo)電率的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011448825.1 | 申請日： | 2020-12-11 |
| 公開（公告）號： | CN112553500B | 公開（公告）日： | 2022-04-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉祖銘;呂學(xué)謙;艾永康;李全;任亞科;周旭;盧思哲;曹鑌 | 申請（專利權(quán)）人： | 中南大學(xué) |
| 主分類號： | C22C9/00 | 分類號： | C22C9/00;C22C1/04;C22F1/08;B22F9/08 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 蔣太煒 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 同時 提高 cu cr nb 合金 強度 導(dǎo)電 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種同時提高Cu?Cr?Nb合金強度和導(dǎo)電率的方法。所述合金包括0.5～5.0wt.％的Cr、0.5～5.0wt.％的Nb和0.01～1.00wt.％的M，余量為銅。其中，M選自RE、B、P、Si、Ca、Zr、Li、Mg、Ti、Ni、Fe、Sn、Mn等中的至少三種，RE選自Ce、La、Y、Pr、Nd、Sm、Sc中的至少一種。本發(fā)明采用粉末成形和形變熱處理制備Cu?Cr?Nb?M合金。通過微合金化、快速凝固、快速致密化、形變熱處理的共同作用調(diào)控合金的顯微組織；利用多種強化機制的協(xié)同作用，提高合金的強度，改善的合金綜合性能。所制備合金中第二相尺寸≤0.50μm，分布均勻，合金的室溫抗拉強度≥450MPa，導(dǎo)電率≥80％IACS；高溫(700℃)抗拉強度≥95MPa；實現(xiàn)了Cu?Cr?Nb合金導(dǎo)電率和強度的同步提高和良好匹配。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種同時提高Cu-Cr-Nb強度和導(dǎo)電率的方法，屬于銅合金及粉末冶金材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
Cu-Cr-Nb合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能及熱穩(wěn)定性，是一種理想的耐高溫結(jié)構(gòu)/功能材料，在航空、航天以及核能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。航空航天、核能等技術(shù)的發(fā)展，對耐高溫銅基結(jié)構(gòu)/功能材料的綜合性能提出了更高的要求，除了強度和熱穩(wěn)定性外，對材料的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率也提出了更高的要求。但是，在合金熔體凝固過程中，Cr與Nb反應(yīng)生成高熔點、高硬度金屬間化合物Cr2Nb，優(yōu)先形成粗大的Cr2Nb初生相，且部分Cr2Nb相在局部團聚，導(dǎo)致成分、組織不均勻，給合金性能帶來的不利的影響。如何通過控制Cr2Nb相的尺寸、分布，改善顯微組織，實現(xiàn)強度和導(dǎo)電率的同步提高和良好匹配是發(fā)展高性能Cu-Cr-Nb合金所面臨的一大挑戰(zhàn)。
目前制備Cu-Cr-Nb合金的方法包括鑄造、粉末冶金等方法。
關(guān)于鑄造法，Dhokey[Dhokey N B，et al.Materials Science Forum,710(2012)143]采用熔煉、鑄造制備的Cu-8Cr-4Nb(at.％，以下簡稱Cu-8Cr-4Nb)合金中Cr2Nb相的尺寸較大，為0.7～7.0μm，且主要在晶界處偏析。Guo[Guo X L,et al.Materials Scienceand Engineering：A,749(2019)281]采用熔煉鑄造/均勻化處理/冷軋/熱處理制備了Cu-0.47Cr-0.16Nb(wt.％)合金，合金中Cr2Nb相的平均尺寸為0.70μm，室溫抗拉強度453MPa。Yang[Yang Y,et al.MaterialsDesign,156(2018)370]采用微滴鑄/變形加工/熱處理制備的Cu-2Cr-1.35Nb-0.15Zr(wt.％)合金，Cr2Nb相尺寸為0.3～1μm，合金的室溫抗拉強度為385MPa，導(dǎo)電率小于60％IACS。中國專利201710736572.X和201710737221.0公開了一種Cu-Cr-Nb合金的熔煉鑄造/熱處理制備方法，所制備合金中Cr的百分含量≤1.5wt.％，Nb的百分含量≤0.5wt.％，導(dǎo)電率約為82.5％IACS，硬度約為135HB，沒有報道強度數(shù)據(jù)。Ellis等采用熔體旋鑄制備出了第二相及晶粒細小的Cu-Cr-Nb合金條帶，所制備Cu-2Cr-1Nb(at.％)合金條帶的抗拉強度約為125MPa，導(dǎo)電率小于70％IACS；Cu-4Cr-2Nb(at.％，以下簡稱Cu-4Cr-2Nb)合金條帶的抗拉強度約為275MPa，導(dǎo)電率小于55％IACS[Ellis D L,NASAContract Report 185144]。
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