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铜能够与许多元素形成合金,这是铜极为重要的宝贵性质

时间:2019-01-01已阅读过: 33次

铜合金的组织与相交

铜能够与许多元素形成合金,这是铜极为重要的宝贵性质。

    铜及合金材料的成分和加工过程决定着金属组织,而组织又对性能发生重大影响。铸造组织一般由柱状晶、等轴晶所组成,经压力加工后铸造晶粒被破碎,并沿着加工方向被拉长,在热加工和热处理中,在金属材料中发生多边化、再结晶、集聚再结晶过程,同时在铜合金材料中还伴随着固态相变,材料的晶粒大小、均匀程度、晶粒的取向、晶粒集团的取向、合金相的组成、相的分布、相的形态、化学成分的均匀程度等对材料的性能有着决定性的影响。一般规律是:晶粒和析出化合物细小、均匀、没有方向性,则材料的综合性能良好,反之材料性能变坏,并且各向异性。纯锏材料的金属组织由晶粒和晶界所组成,合金的晶粒由不同性质的合金相组成,晶界处还有各种析出物。常见的合金相有固溶体、中间化合物;铜基固溶体相多为置换式固溶体,即铜的晶格结点处铜原子被溶质元素原子所取代,而晶格结构与铜的一致、原子尺寸相差越小、电子浓度低,则有利于形成铜基固溶体、铜与镍、金、锰等元素,固态下可无限互溶,形成连续固溶体,锌、铝、锡等元素在铜中有很大的固溶度。重要的铜合金元素在铜中常温下的固溶度列入表l.10,铜基固溶体随着温度的变化,元素在铜中的固溶度会发生重大变化,固溶度变化是通过在固溶体中析出单质溶质和化合物来实现的,与此同时合金性能会发生重大变化,最具代表性的变化是合金强度和电导率提高,人们正是利用这个原理进行铜合金材料的热处理。典型的热处理工艺是:高温下淬火(通常是900~950℃、淬水),获得过饱和固溶体。此时合金塑性优良,适合进行压力加工,经过一定变形程度的冷加工,获得人们所希望的制品,然后进行时效处理(一般为400~500℃),此时发生溶质元素的析出,材料的强度和电导率提高,人们往往把电导率的回升程度,作为热处理是否到位的重要指标。有些铜基固溶体在~定温度下还会发生有序化转变,同时伴随着强度、导电、磁性的变化;铜合金中的中间相是铜与金属和非金属相形成的化合物,其中包括有正常价化合物、电子化合物、原子尺寸因素化合物,常见的铜合金中间相列入表,这些化合物均为硬脆相。它们的形态、分布严重地影响着铜合金的性能。


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