拉拔变形对不同直径纯铜线材组织性能的影响

将初始直径为φ7 mm、φ5 mm、φ3 mm的纯铜线材分别进行冷拉拔,得到不同变形量的试样,测试了试样的硬度和导电率,研究了冷拉拔变形量对不同初始直径纯铜线材组织和性能的影响。研究结果表明:拉拔变形对不同初始直径线材硬度和导电率的影响趋势大体一致,当变形量小于30%时,硬度快速上升,导电率快速下降;当变形量为30%～83%时,硬度缓慢上升,导电率变化不大;当变形量大于83%时,导电率和硬度都出现了波动。φ7 mm线材在变形量为83%时,硬度最高可达121HV,此时导电率为98%IACS;φ5 mm线材在变形量为75%时,硬度最高可达122HV,此时导电率为97%IACS;φ3 mm线材在变形量为83%时,硬度最高可达128HV,此时导电率为97%IACS。微观组织观察表明:纯铜的组织演化分为3个阶段,晶粒开始分裂并出现形变孪晶;分裂加剧,晶界消失;形成纤维组织。     

压缩变形及退火对纯铜组织及性能的影响

借助扫描电子显微镜和显微硬度计等手段,研究了压缩变形与退火工艺对纯铜组织和性能的影响,获得了不同变形程度纯铜在不同退火条件下的组织演变和性能变化规律.研究结果表明:晶粒粗大的工业纯铜经室温压缩变形+退火可获得晶粒细小的组织.对于冷变形程度为40％的纯铜,最佳退火工艺为450℃×15 min;对于冷变形程度为80％的纯铜,最佳退火工艺为350℃×15 min,继续升高退火温度和延长保温时间都会使再结晶晶粒不断长大.与冷变形程度40％的纯铜试样相比,冷变形程度80％的纯铜试样退火后晶粒更细小.在本试验条件下,随着退火温度的升高和保温时间的延长,试样硬度总体呈下降趋势.纯铜的平均晶粒尺寸可以由铸态的150μm细化到12.15μm.     

扭转变形下铜电导率的影响关系模型及机理

在左手超材料电磁传输性能的稳健性设计中,变形对其组分材料铜电导率的影响必须予以考虑,文章基于该基本变形形式展开研究,从把控材料源头着手,通过扭转变形实验制备了纯铜扭转试棒,并按照直流双臂电桥测试方案对纯铜扭转试棒进行了纯铜电导率的测定实验,结果表明纯铜电导率随扭转角的增大而减小,且减小的幅度随扭转角的增大而趋缓;基于实验测得的关系曲线使用数据拟合的方式建立了纯铜电导率关于扭转角的影响模型(幂函数);借助试棒扭转变形的金相实验结果,从固体能带理论探讨了扭转变形对纯铜电导率影响模型的内在机理,发现随着扭转角的增大,纯铜扭转试棒的金相组织晶粒度同步增大,变形初期晶格内部位错增殖且晶界显著增加,从而导致纯铜导电性能的降低,但随着变形的累加,材料晶格缺陷的分布趋于均匀,在一定程度上减缓了纯铜扭转电导率的下降速率。     

等通道转角挤压-扭转的纯铜变形行为模拟

采用DEFORM-3D有限元模拟软件对纯铜等通道转角挤压-扭转(ECAP-T)进行模拟研究,研究变形过程中试样的等效应力和等效应变分布及变形路径对等效应变分布的影响,对变形后晶粒的细化效果进行分析.结果表明:相对于单纯ECAP变形,ECAP-T具有更大的应变量和更好的晶粒细化效果;多道次挤压后试样沿Bc路径的等效应变分布最均匀,沿A路径较差;ECAP等效应变主要集中在试样的中心部位,但ECAP-T等效应变主要集中在试样表面;ECAP-T变形后沿Bc路径的晶粒细化均匀性最好,Ba路径次之,A路径最差,且变形后试样纵截面上外侧点的变形均匀性比中心处好.     

玻璃包覆纯铜微丝的力学性能

以实验室制备的玻璃包覆纯铜微丝为研究对象,对玻璃包覆纯铜微丝及去除包覆层的纯铜芯丝进行了力学性能评价和断口形貌分析.结果表明:外径45μm、包覆层厚度7.5μm和外径27μm、包覆层厚度6.0μm的玻璃包覆纯铜微丝极限拉伸载荷分别为0.268N和0.237N;纯铜芯丝的拉伸应力应变曲线表现出较低的加工硬化率,屈服强度与抗拉强度比值在0.75以上;纯铜芯丝抗拉强度随直径的减小而增大;直径10μm芯丝的平均抗拉强度可达547.9MPa,延伸率约为2.5%;芯丝断裂模式为滑移延伸断裂.     

大直径单晶铜棒材的连续定向凝固制备

采用自制真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备成功制备出了大直径单晶纯铜棒材,研究了工艺参数对大直径连续定向凝固纯铜棒材凝固组织与表面质量的影响,分析测试了连续定向凝固大直径纯铜棒材的力学性能和电学性能.结果表明:在熔体温度1150～1180℃、结晶器出口温度750℃、冷却水量900 L·h-1、冷却距离50 mm以及拉坯速度9 mm·min-1时,可连续稳定地制备直径为φ16mm的表面光亮的单晶纯铜棒材.其抗拉强度128.52MPa,延伸率76.7%,导电率105.2%IACS,具有优良的力学性能和电学性能.     

ECAP条件下纯铜应变行为的等效应变规律及变形均匀性

借助DEFORM-3D软件对圆型纯铜试样的ECAP变形行为进行有限元模拟,分析试样沿A、Ba 、Bc及C路径各经9道次变形后的等效应变规律及变形均匀性.结果表明,试样沿Bc路径挤压后等效应变值最接近理论应变值,沿A路径挤压后等效应变值偏离理论应变值最大;试样沿Bc路径挤压变形均匀性最好,Ba路径次之,沿C路径挤压变形均匀性较差,A路径最差.     

亚麻/丙纶包覆纱热塑性复合材料力学性能的评判

采用亚麻/丙纶包覆纱,通过热压成型工艺制成植物纤维增强热塑性复合材料.通过测试材料的拉伸强度、剥离强度力学性能分析不同模具厚度下纤维增强体与基体的浸润效果.用模糊综合评判的方法,探讨模具厚度的不同对复合材料力学性能的影响.结果表明,当模具厚度为0.8mm时,亚麻/丙纶包覆纱热塑性复合材料力学综合性能达到最优.     

铜合金表面疲劳裂纹的扩展行为

提出用带表面裂纹的试样来显示滚压试样表面强化层的疲劳裂纹扩展,并对黄铜及纯铜表面裂纹扩展行为进行了研究.结果表明:无残余应力作用时变形组织也可提高疲劳裂纹扩展抗力;相同应力强度因子幅度ΔK下,黄铜的裂纹扩展速率低于纯铜,即黄铜强化效果优于纯铜.断口分析表明其疲劳裂纹扩展是一种再生核扩展机制.     

压缩/直径比对纯铜对接冷压焊焊接接头的影响

冷压焊由于其不存在熔化区、焊接热影响区,在功能材料连接时具有突出优势.以压缩/直径比为单一变量对纯铜棒进行对接冷压焊工艺试验,并结合接头变形过程应变数值模拟计算与组织分析探讨获得较好的焊接接头强度的条件.结果表明:随着纯铜棒压缩/直径比增大,焊接接头各个区域的有效塑性应变值增加,连接界面处最大有效塑性应变量由2.6增加至2.9.随着应变量的增加,再结晶晶粒所占的比例增加,接头抗拉强度呈现阶梯型增大规律.