铜合金新的退火硬化现象VIP免费

第l卷第。期金属热处理学报990年9月铜合金新的退火硬化现象堀茂德赵镛浩“(日车围立大阪大学工学部)【摘要】本文对n黄铜的低温退火硬化现象进行了坷顾和展望，简述了低温退火硬化工艺对改进现有的低温退火技术的实际击义和应川价值。井以cu—Ti台金为倒．详细论述了在冷轧变形的调幅结构上发现的有关新的退火硬化的特点。关键调；Cu-Ti合金，冷变形，低温退火硬化，形变退火硬化一引言冷轧不仅是金属成形的一种工艺方法，而且是金属材料的一种强化手段。由于冷轧导致的塑性变形在材料内部产生位错等晶体缺陷，而使材料的强度提高，然而材料的韧性却有不同程度地下降。通常，经塑性加工而被强化的材料，往往由于各受力方向上的载荷大小不同，将【起形变组织的不均匀和残余应力分布的不均匀。如果材料表面有残余拉应力，容易引起应力腐蚀裂纹和助长疲劳裂纹。所以，经过冷轧的铜台金材料，通常以消除残余应力和恢复其韧性为目的，在低温下进行退火。在回复阶段，位错重新分布，过剩的点缺陷被消失，残余应力也被松弛。在这种回复阶段通常材料的力学性能变化较少，强度有所下降[1]。但有些台金材料在低于再结晶温度下进行退火，反而引起硬化[2]现象。关于铜台金的低温退火硬化现象，过去就有很多研究。日本在五十年代就利用铜台金的低温退火硬化现象，开发了高强度铜线[3～7]。随后又发现，对已有时效析出的铜台金，进行冷轧变形并低温退火，也会引起硬化，这又是一种新的退火硬化现象[8]。下面将结合我们的研究工作，就铜台金的退火硬化现象，进行较为详细的论述。二、铜合金的低温退火硬化有些不引起相变或析出的Cu-Zn系、Cu-Ni系、Cu-Sa系、Cu-Cd系和Cu—Ni-Si系等口固溶体台金、Ag固溶体台金及Ni固溶体台金等、经过塑性变形之后，在低于该台金再结晶温度的某一适当温度下进行退火，使其台金引起硬化，这种现象称为低温退火硬化。据研究资料表明，除固溶体台金以外，诸如AI~~3、Ni、Cu和Az等(9]纯金属以及NiA1等金属问化台物也有低温退火硬化现象[10]。低温退火硬化的程度，如图1所示，以z／3黄铜为例，台金的变形度愈大，硬化效果愈}日车且立太阪大学工学摔教授，工学博士，B率金属学台剐会长。}}B车国立太匝大学工学摔客员研究员、沈阳^学剐教授。奉文收到日期·1989年l2月tBj{维普资讯http://www.cqvip.com第3期铜台金新的退火硬化现象好。在400~500K退火时合金的强度增值出现峰值[]。由图可见，若再提高退火温度超过500K，则拉伸强度值急剧下降，选是由于合金发生再结晶的缘故对含锌量低的黄铜而言，即使形变量大，却显示出非常弱的退火硬化md现象。通常，合金中的溶质浓度愈大，退火一一r加j矗—硬化效果也愈明显(11)。由图1可见，不同变形度的7／3黄铜，当退火温度超过500K时，其拉伸强度值均开始急剧下降此外发现固溶体合金冷轧后经低温退火而提高了硬度，其后若将合金轻微塑性变形，则硬化现象消失，如果把它再进行低温退火，则再度出现硬化现象[]。研究结果表明[2]，在形变前合金材料的晶粒愈小，则材料的退火硬化率愈大。下面通过拉伸试验测得的关于n黄铜单晶的退火硬化实验结果[11)。将n黄铜的单晶试样进行不同程度的预拉伸变形之后，在低温下退火，则通常提高其屈服极限，然而，其增量并非随预变形量大小而单调地增加，二者之问的关系是复杂的。其中，初期低预变形量表现出的硬化，是由于形变时效现象所致J在预变形量大时所表现出的硬化，与Lomer—Co~telle不动位锗有关[”]。经研究认为，就硬度对复杂预变形或退火条件的依赖关系而言，：一ZE鳗量。乏i|1I150¨6OO70O8b(I退^温度IK1aI1¨ntemperalut。K图l7／3黄铜的变形度与低温退火硬化的关系Fig-1Thetela(ionofs'Lralnfol3／7brassiotheIQw~emperatuteanneal—hardening是在形变过程中产生的材料内应力起重要作用。关于铜的n固溶体合金的低温退火硬化机制，有各种不同的学说[6][11][”]。对n一(Cu—AD合金和n一(cu—zn)合金而言，铝和锌等所添加的溶质元素，一方面降低层错能，另一方面，由于塑性变形产生的位错，在遐火时溶质原子偏聚于位错周围，起到了钉扎位错的作用，从而提高台金的硬度[1]。偏聚的溶质原子形...