不同Zr含量及冷变形对时效前后Cu-Cr合金性能的影响.doc

附件6： 毕业设计（论文） 文献综述 题 目 不同Zr含量及冷变形对时效 前后Cu-Cr合金性能的影响 专 业 材 料 化 学 班 级 一 班 学 生 杨 凯 旋 指导教师 王 瑞 红 二 〇 一 五 年 目 录 1.1 概述 3 1.2 高强高导铜合金的发展现状 4 1.3 高强高导铜合金的设计与制备 5 1.3.1合金化法 5 1固溶强化 6 2沉淀强化 7 3 细晶强化 8 4 冷变形+时效硬化 9 1.4 研究热点 9 1.4.1快速凝固法制备高强高导铜合金 9 1.4.2 稀土在高强高导铜合金中的应用 12 1.5 发展趋势 12 1.6 结语 13 参 考 文 献 13 1.1 概述 铜是一种传统而又现代的重要金属材料.在人类使用的所有材料中,铜对人类文明的影响最显著。从人类文明直到今天，铜为人类社会的不断进步作出了重大的贡献。 铜是人类最早认识和使用的金属，也是人类用以制造工具的第一种金属。我国的青铜器冶炼始于夏代（约公元前21世纪至约公元前17世纪）。进入奴隶社会以后，炼铜技术发展很快。所使用的劳动工具、武器、食具、货币、日用品和车马装饰等，都是用青铜制造的，显示出我们祖先精湛的艺术才能。更主要的是青铜材料代表一种新的生产力登上了历史舞台，有力地促进了生产力的发展和人类文明的进步，为人类社会的进步作出了不可磨灭的贡献。 随着人类文明的发展，铜及铜合金不断开发出新的用途，成为一个充满生机和活力的现代工程材料。当前人类步入电气化和电子信息为特征的高度文明的社会，为铜的应用开辟了更为广阔的天地。铜以品种繁多的合金和化合物的形式被人们利用，已经深深地渗入到生产和生活的各个方面，成为人类进入21世纪取得飞速发展的一个不可缺少的重要金属。 2002年，全球的铜消耗量为1515万吨，至2006年铜的消耗量为1817万吨，年消耗量增长约近4.7％。而我国2002年的铜消耗量达250万吨，占全球铜消耗量的17％，近几年需求保持了每年超过9％的高速增长。我国已取代美国，成为世界第一大铜消费国。不论从世界还是从我国来看，铜的使用量增长势头强劲。近几年来，由于我国铜消费量急剧增加，国内资源保证程度不断下降，已引起各方面的关注。国家发展和改革委员会、中国工程院、中国有色金属工业协会等部门均对未来一个时期国内铜需求进行了分析预测，综合各部门对我国精铜需求的分析预测，2015年我国精铜需求量在400万～450万吨之间，2020年精铜需求量在650万～660万吨之间。 Cu-Cr-Zr合金具有高的强度和良好的导电、导热性能，被广泛应用于高强、高导领域，如：制备电焊电极、连铸机结晶器内衬、集成电路引线框架、电车及电力机车架空导线及触头材料等［1～4］。Cu-Cr-Zr系合金是目前研制出的唯一能够满足超大规模集成电路性能要求的高强高导框架材料（抗拉强度600MPa以上、电导率大于80％IACS），该类合金一般含有0.15％～0.35％Cr，0.08％～0.25％Zr。位于Cu-Cr?Zr二元截面上，其主要强化相为Cr?Zr，Cr?Zr高温时为密排六方晶格，低温时为面心立方晶格，根据合金中Cr和Zr含量的不同，可以在固溶体中单独析出Cr?Zr或同时析出β相与Cr?Zr，可以产生明显的析出强化效果。 1.2 高强高导铜合金的发展现状 近年来，不少学者又对Cu-Cr-Zr进行了系统研究，日本三菱公司所开发的Cu-Cr-Zr系列的合金OMCL-1，经时效处理析出Cr相和Cu?Zr相的颗粒，使其抗拉强度达到610MPa，电导率为82.7％IACS。Cu-Cr-Zr合金除同时具有高强度和高导电性之外，还拥有高达500℃的再结晶温度。Cu-Cr-Zr合金优良特性归功于Zr与Cr在析出过程中的交互作用，Zr在细化Cr的析出相的同时，使其形状更倾向于球形；同时Zr能提高Cu-Cr合金的晶界强度。N.Y.Tang等发现Zr能提高Cu-Cr合金的蠕变、疲劳性能，他们认为这是由于在晶界处形成了富Zr相，从而降低了晶界的可动性。另有J.Szablewski等发现Zr能防止Cu-Cr合金在700℃附近的高温脆性，他们认为Cu-Cr合金的高温脆性是晶界上存在的富S化合物相引起，该化合物相熔点较低，在高温下溶化而使晶界弱化，导致高温脆性。而Zr能与S化合，形成高温不易熔化的化合物，从而使合金脆性的沿晶断口变成了韧性的穿晶断口［5］。 Cu-Cr-Zr合金的工业化生产的首要问题是熔炼。由于Cr、Zr元素与氧亲和力较大，因此在熔炼Cu-Cr-Zr合金时必须解决合金元素的烧损问题。采用真空熔