Cu-45Ti合金中的相变毕业论文开题报告.doc

本科生毕业论文开题报告 题 目： Cu-4.5Ti合金中的相变 学 院： 材料科学与工程 专 业： 材料科学与工程 班 级： 材料101班 学 号： 105702110021 姓 名： 唐俊 指导教师： 程建奕 填表日期： 2014 年 2 月 25 日 选题的依据及意义 时效硬化后的Cu-Ti合金具有高强度、高弹性和一定的导电性能等优点，可广泛应用在高端导电弹性元器件，Cu-Ti合金可以起到替代Cu-Be合金的作用，在电子工业中具有广阔的应用前景。 时效是许多有色金属热处理强化的一个重要途径，铜合金时效的基本原理是：在铜中加入溶解度随温度降低而明显减小的合金元素，通过高温固溶处理形成过饱和固溶体，固溶体强度与纯铜相比有所提高[2]。之后通过时效，使过饱和固溶体分解，合金元素以沉淀相的形式析出弥散分布在基体中。沉淀相能有效的阻止晶界和位错的移动，从而大大提高合金强度。产生析出强化的合金元素应具备以下两个条件：一是高温和低温下在铜中固溶度相差较大，以便时效时能产生足够多的析出相；二是室温时在铜中固溶度极小，以保证基体的高导电性。研究合金的相变问题，可以为一些相关工艺的制定提供理论依据[3]。 用真空熔炼的方法制备了Cu-Ti合金（本实验可以选取不同成分的Cu-Ti合金），通过显微硬度、电导率测试等方法，对合金的时效性能进行了研究。 应用Daniel-Lipson公式计算淬火态调幅组织波长： λ=ah/(h++)*g/△g 其中λ为调幅组织波长，a为固溶体的晶格常数，h、k、l为主衍射斑的米勒指数，g/△g是从主衍射斑和卫星斑点至(hkl)衍射斑的距离之比。用上式计算λ为5.7nm左右。 根据Arrhenius公式: lnK=—E/RT+B 其中K为化学反应速率常数，K可以通过组织粗化动力学公式求出。为原子扩散激活能，R为气体常数，T为绝对温度，B为常数。作出lnK与1/T的关系图可求得调幅分解阶段波长长大的激活能，并比较各阶段激活能的大小，分析调幅分解过程中的组织性能变化。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 1、 Cu-Ti合金研究进展 引自：稀有金属材料与工程第 38 卷. Cu-Ti 合金的热变形行为及其组织研 曹兴民，朱玉斌，郭富安，汤玉琼，向朝建，杨春秀（1. 上海大学，上海 200444）(2. 苏州有色金属研究院，江苏 苏州 215026) 经过强烈时效强化效果后，Cu-Be 合金拥有高强度、高弹性和一定的导电性能等优点，广泛应用在高端导电弹性元器件。但是，由于Cu-Be合金价格昂贵、熔炼时毒副作用大等原因，使它的应用受到了限制。含钛量在2.5%～5%的Cu-Ti合金具有替代Cu-Be合金的良好性能，调幅分解析出强化的Cu-Ti合金经过适当的热处理及热加工处理，能够达到与Cu-Be合金相当的强度和弹性，但电导率略低。在很多领域，如电子接插件、导电弹簧、簧片、精密开关等，Cu-Ti合金都可以起到替代Cu-Be合金的作用。对于该类合金的研究，也越来越多引起材料研究工作者的关注。 2、Cu-Ti合金时效相变过程 Cu-Ti合金时效相变过程非常复杂，包括溶质原子的短程有序、调幅分解及长程有序(时效早期连续相变)及形核-长大型的胞状反应(cellular reaction)(时效后期非连续相变).对于时效硬化Cu-Ti合金，其时效相变初期涉及到复杂的丛聚(Clustering)和有序化(Ordering)过程，经典调幅分解理论认为，调幅分解无需形核，它是在非常广泛的范围内，通过溶质原子的上坡扩散连续形成成分调幅波。随时效的进行，调幅波发展为均匀细小的两相混合组织，至此调幅分解即告结束，以后的调幅组织长大已不属于调幅分解的范畴。经典的固溶体理论认为胞状反应是析出相晶界形核，通过相界迁移和溶质原子向析出相扩散等步骤来实现。其反应可以写成如下形式 α′→α+β 其中:α′为过饱和的基体;α是与α′具有相同晶体结构但溶质浓度较低的相;β为一平衡相。对Cu-Ti合金，研究发现在较高温度时效(大