轧制和热处理对cu合金组织和性能的影响.pdf

分 类 号： TG146

学校代码：
10109
密 级： 公 开



太原科技大学硕士学位论文






学位论文题目： 轧制和热处理对 Cu 合金组织
和性能的影响







研究生姓名：杨雨潭
导师姓名及职称： 李秋书 教授 王宥宏 教授
培 养 单 位：材料科学与工程学院
专 业 名 称：材料加工工程
论文提交日期：2014 年 5 月
论文答辩日期：2014 年 6 月 4 日
答辩委员会主席： 程忠阳 教授
摘要
实验结合横向科研项目“Cu-Sn 导线材料熔炼及连轧工艺研究”，采用铜模快速冷
却的办法制备了 Cu-Sn、Cu-Fe、Cu-Sn-Fe 合金，并对合金进行轧制和热处理，研究合
金的显微组织变化规律、力学性能、导电性能,主要研究结果如下:
一、对于 Cu-Sn 合金的研究我们可知：快速凝固技术细化了组织，扩大溶质原子在基体
中的固溶度极限，使成分偏析减少，并且对电阻率的影响小；轧制后，晶粒得到细化与
拉长，铸造缺陷（缩松、缩孔、气孔）被消除，强度提高到 400Mpa 以上，电阻率小幅
度升高；热处理后的合金组织均匀化，晶界清晰，消除了内应力，具有良好的塑性和韧
性，电阻率符合接触线材，综合性能非常优良。
二、对于 Cu-Fe 合金的研究得出的结论为：当过冷度足够大时，铜铁合金在凝固过程中
发生液相分解，形成富铁球粒子。退火促进合金中过饱和原子析出，改善了合金的导电
性能。轧制处理后，合金中铸造缺陷减少，导电性提高。轧制后合金强度提高。因此可
通过合理的加工工艺来获得综合性能好的铜合金。
三、随着 Sn 和 Fe 添加量的增加，Cu-xSn-yFe（其中 x、y 表示质量百分比）合金的抗
拉强度和电阻率均增加。正火处理会增加合金电阻率，而与正火态的电阻率相比，轧制
后的电阻率皆较低。Sn 含量的变化对 Cu-xSn-yFe 合金电阻率的影响较大，降低含 Sn
量可改善 Cu-xSn-yFe 合金的导电性。经退火处理后，Cu-xSn-yFe 合金的导电率明显提
高，但抗拉强度会略有所降低。当 Fe 含量为 10wt.%，Sn 含量为 3wt.%时，该合金冷轧
制处理后的抗拉强度达 775MPa, 但导电率仅为 IACS%。当 Fe 含量为 5wt.%，Sn
含量为 2wt.%时，该合金经退火处理后其抗拉强度为 450~550MPa 之间，且导电率为 50
~65IACS%之间。

关键字：Cu-Sn 合金；Cu-Fe 合金；Cu-Sn-Fe 合金；轧制；抗拉强度；电阻率







I
ABSTRACT
This paper combines the lateral research project of “Research of Cu-Sn
conducto