铜合金时效性能的神经网络预测模型

运用BP神经网络算法，对时效试验数据进行训练，建立了Cu-0．30Cr-0．15Zr合金时效后硬度和导电性与时效时间和时效温度的映射模型，从而可预测铜合金在一定时效条件下的硬度和导电性，预测结果与实测值吻合较好，表明神经网络用于铜合金的时效性能预测是可行的，预测的准确性取决于用于训练网络的铜合金时效试验数据的数量和质量。     

形变热处理对Cu0.3Cr0.1Zr合金上引铸坯杆组织性能的影响

通过对上引Cu-0.3Cr-0.1Zr合金固溶处理、冷拉拔以及随后的时效处理工艺,研究冷拉拔形变及时效对材料力学性能、导电性能及组织结构的影响规律.结果表明:时效前的冷拉拔变形能提高Cu-0.3Cr-0.1Zr合金的力学性能而保持较高的导电率;合金在950 ℃固溶1 h后,经70%冷拉拔变形和500 ℃时效4 h,合金抗拉强度和导电率分别达到了418 MPa和87 %IACS;时效合金组织转变过程为:固溶体→G.P.区→Cr+Cu₄Zr,析出相对位错运动的阻碍是合金强化的重要机制.     

高速铁路接触线用高强高导Cu-Cr-Co/Ti合金的组织性能研究

采用真空熔炼制备了Cu-0.50Cr-xCo合金和Cu-0.50Cr-0.07Ti合金,研究了Co含量、变形量、时效温度和合金元素Co、Ti对合金的组织性能的影响。结果表明：随着Co含量的增加,Cu基体中的晶界处逐渐出现未固溶的Cr颗粒;随着变形量的增加,Cu-0.50Cr-xCo合金的显微硬度、抗拉强度分别从129.1 HV和379 MPa增加到146.2 HV和440 MPa,分别增加了13%和16%。而电导率仅从66.8 %IACS下降到65.1 %IACS;提高Cu-0.50Cr-0.10Co合金的时效温度并不能提高合金的综合性能。在实际生产中,Cu-0.50Cr-0.10Co合金的时效温度要控制在450 ℃以下;Cu-0.50Cr-0.07Ti合金的抗拉强度和电导率分别达到450 MPa和73.1 %IACS,Ti元素的强化效果明显优于Co元素的,且对Cu-0.50Cr合金的导电性能影响更小。     

时效对Cu-Cr-Zr-C-RE合金显微硬度及导电率的影响

研究了冷变形后时效温度和时间对用喷铸成形得到的名义成分为Cu-0.2Cr-0.5Zr-0.04RE(55%wtLa+45wt%Ce)的合金显微硬度和导电率的影响。结果表明,在470℃时效1h,显微硬度达到Hv100172.9,导电率达到80.7%IACS,此时显微硬度和导电率的配合较好。     

非真空熔铸Cu-Cr-Zr合金的组织性能

采用非真空熔铸方法制备的Cu-Cr-Zr合金,通过显微硬度、导电率测试以及扫描电子显微镜和能谱仪等试验方法和设备观察分析了材料的组织和性能。结果表明:非真空熔铸的Cu-1.02Cr-0.34Zr和Cu-0.90Cr-0.18Zr合金主要由Cu、Cu5Zr、和Cr组成。其铸态显微硬度和导电率分别达到HV102、HV100和51%IACS、53%IACS。经过800℃×50 h的热处理后,合金显微组织更加细小均匀。     

时效温度对Al-5.06%Cu-0.44%Mg-0.55%Ag-0.3%Mn-0.17%Zr合金组织与性能的影响

研究不同时效温度对Al-5．06％Cu-0．44％Mg-0．55％Ag-0．3％Mn-0．17％Zr合金室温力学性能和高温持久性能的影响。研究结果表明：合金在250℃时效有很高的时效响应速度,但是,在250℃时效后的峰值强度要明显低于165℃时效的峰值强度;在相同条件下高温时效后的合金在峰值状态的持久寿命最长,并且其持久强度要远远高于低温欠时效态的持久强度;Ω相为合金高温时效后的主要强化相,高温时效抑制了θ’的析出;高温短时间人工时效能够极大地提高合金的高温持久性能。     

时效处理对Cu-Cr-Ti合金组织与性能的影响

由于高强、高导Cu-Cr-Zr合金在工业化生产熔炼时不易控制Zr的收得率,通过采用Ti替代Zr,以期获得易熔炼以及性能与Cu-Cr-Zr合金相当的时效强化型Cu-Cr-Ti合金。采用真空感应熔炼技术,经过热锻、固溶、冷轧、时效共4道工序,制备了Cu-Cr-Ti合金板材;对时效后的Cu-Cr-Ti合金的组织状态、析出相形态、析出相与基体的界面关系进行了分析;对合金的抗拉强度和导电率进行了测试。结果表明：450 ℃时效60 min后,Cu-0.45Cr-0.14Ti合金的综合性能最佳,抗拉强度和导电率分别达到620 MPa和64.9 %IACS;Cu-0.45Cr-0.14Ti合金中纳米尺寸的Cr强化相呈现椭圆形和双花瓣形,2种形状的析出相粒子均为面心立方结构,且均与基体保持完全共格关系。     

Cu-0.3Cr-0.15Zr合金时效时的析出相

利用透射电镜研究了Cu-0.3Cr-0.15Zr合金920℃固溶时效及固溶并经形变后时效时的析出相。结果表明：固溶后470℃时效时，过饱和固溶体分解为稳定的体心立方Cr相和cu4Zr相；固溶并形变合金在470℃时效，电子衍衬像有两叶花瓣状的共格畸变衬度，析出相为Cr相。     

热处理对大变形Cu-15Cr-0.1Zr合金组织和性能的影响

采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜对Cu-15Cr-0.1Zr合金的铸态组织、变形组织和析出相进行观察,研究析出相、加工硬化、回复和再结晶对合金抗拉强度和电导率的影响。结果表明,中间退火能够大幅度提高Cu-15Cr-0.1Zr合金的电导率,并使电导率在后续冷变形中保持不变;同时析出的纳米沉淀相引起的沉淀强化作用能够部分抵消中间退火导致的抗拉强度的降低,使合金保持良好的抗拉强度;第一次中间退火温度采用500 ℃,后续中间退火采用450 ℃,能够使Cu-15Cr-0.1Zr合金具有优异的抗拉强度和导电性能。     

蠕变时效对Mg-8.8Gd-3.4Y-1.5Nd-0.5Zr合金力学性能和微观组织的影响

采用蠕变时效实验、维氏硬度、透射电子显微镜(TEM)和拉伸性能测试等手段研究蠕变时效在相同时间下对Mg-8.8Gd-3.4Y-1.5Nd-0.5Zr合金力学性能和显微组织影响。研究结果表明:Mg-8.8Gd-3.4Y-1.5Nd-0.5Zr合金蠕变时效时的稳态蠕变速率随着蠕变应力的增加与温度的升高而增大;蠕变时效能够细化析出相尺寸,加快合金时效析出相析出速率,从而缩短到达峰值时效的时间;外加应力会使合金β′相产生应力位向效应,导致合金形成β′相与β′e交错排列的链状析出相,应力位向效应对合金的力学性能产生不利影响。     

合金化与热处理对Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu合金组织和性能的影响

为了提高Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的综合性能,采用合金化的方法制备了五种不同成分的Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu-0.5Ho合金,经过均匀化和时效处理后,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、涡流电导仪等方法对各状态下合金的组织和性能进行了研究。结果表明,一定含量的Zr元素能起到细化合金组织的作用,合金在铸态、均匀化处理和时效处理状态下的抗拉强度均随Zr含量的增加先上升后下降,当Zr含量为0.2%时达到峰值,分别为260、327、417 MPa。显微硬度的变化趋势与抗拉强度的变化趋势基本一致,但导电率却随着Zr含量的增加而降低。而同一成分合金,时效处理均能提高合金的抗拉强度、显微硬度和导电率,该处理方法是提高Al-6.5Zn-2.1Mg-2.0Cu-0.5Ho合金性能的有效手段。     

电脉冲时效对 Cu-Ni-Si合金组织和性能的影响

采用微秒级高密度脉冲电流对Cu-3．2Ni-0．75Si合金进行时效处理，系统研究了不同的电脉冲工艺对合金的显微硬度、电导率及微观组织的影响。结果表明，电脉冲可以实现Cu-3．2Ni-0．75Si合金的快速时效；并且在一定的电脉冲时效工艺下，合金形成类调幅组织，使合金的硬度有很大程度的提高；同时，合金元素沿电脉冲冲击方向的有序偏聚，使其电导率恢复，从而实现二者较理想的配合。     

微量Co对Cu-0.2Be合金组织性能的影响

采用大气熔铸工艺制备不同Co含量的Cu-0.2Be-XCo合金（X=0、0.5%、1.0%,质量分数）,采用维氏硬度计、金属电导率测试仪及金相显微镜对合金的性能及组织进行测试.结果表明：随着Co含量的增加,铸态Cu-0.2Be-XCo合金的中心等轴晶区域逐渐扩大、粗大柱状晶区域减小,晶粒明显细化;Co的添加提高了铸态合金硬度,但同时降低了导电率,Cu-0.2Be-1.0Co合金的硬度较Cu-0.2Be合金增加23.5%,而导电率降低39.9%.合金经950℃×1 h固溶+460℃不同时间时效后,Cu-0.2Be合金导电率及硬度随时效时间基本不发生变化,Cu-0.2Be-0.5Co合金及Cu-0.2Be-1.0Co合金导电率及硬度在时效初期（0~2 h）急剧升高,中期（2~4 h）缓慢增加,后期（4~8 h）趋于稳定.时效态Cu-0.2Be-0.5Co合金的综合性能较佳,经460℃×2 h时效,导电率为57.1%IACS,硬度（HV）为243.     

Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的淬火敏感性

通过分级淬火的方法确定Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的时间-温度-性能(TTP)曲线,并结合7050及7085合金考察成分对淬火敏感性的影响。研究结果表明:Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金T76状态的TTP曲线鼻尖温度为325℃,临界时间为1.554 s,99.5%的TTP曲线保温时间为100 s,合金的淬火敏感区间为200~410℃;该合金在等温保温过程中析出η相,消耗Zn和Mg,降低合金的过饱和程度,削弱后续时效强化的效果;合金时效后,在这些η相周围形成无沉淀析出区;Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金具有较低的淬火敏感性,该合金淬火冷却速度可以选择介于7050合金冷却速度与7085合金冷却速度之间。     

电脉冲时效Cu—2.5Fe—0.03P—0.1Zn合金组织和性能

针对时效硬化型 Cu-2.5Fe-0.03P-0.1Zn 合金,采用微秒级高密度脉冲电流进行短时时效处理,试验研究了电脉冲处理对合金显微组织及硬度的影响。结果表明,适当参数的电脉冲时效,可使 Cu-2.5Fe-0.03P-0.1Zn 合金的析出相控制在细小的纳米尺度,从而使合金的电导率及显微硬度达到较理想的配合。     

时效工艺对Cu-Ag-Zr合金电磨损性能的影响

对Cu-0．1Ag-0．18Zr合金时效后的电导率、显微硬度以及电滑动磨损性能进行了研究。结果表明：该合金940℃固溶1h后，在560℃时效可获得较高的电导率，在480℃时效可获得较高的显微硬度。时效前冷变形能大大加快第二相的析出过程，使合金综合性能显著提高。该合金经940℃固溶再经60％变形后，在480℃时效1h，其电导率和显微硬度分别可达85．6％IACS和HV131．2，而固溶后直接时效为81．3％IACS和HV116．1。在载流条件下，合金的磨损量随加载电流的增加而增大；磨损机制是以电蚀为主的电蚀、犁削和磨粒磨损。     

稀土对Al-Zn-Mg合金力学性能和应力腐蚀的影响

将0.06%稀土加入到Al-Zn-Mg合金中, 固溶处理后在150 ℃下时效. 在峰时效条件下 , 观察稀土对其力学性能和抗应力腐蚀断裂性能的影响. 结果表明, 稀土的加入使硬度峰值出现的时间提前, 并使硬度峰值、 屈服强度、 抗拉强度、 延伸率和抗应力腐蚀断裂的能力增加. 金相观察和X射线衍射结果表明, 稀土的加入减小了晶粒尺寸, 促进了强化相MgZn₂的析出, 此外稀土还能够明显减少合金中的 氢含量.     

基于人工神经网络的Cu与Mg低质量比Al-Cu-Mg合金时效强化预测模型

通过硬度检测和透射电镜(TEM)观察,研究低Cu/Mg质量比AL-Cu-Mg合金时效强化机理,建立神经网络预测模型,使其在实验条件范围内对时效力学性能进行有效预测.在实验基础上,采用Levenberg-Marqllardt算法训练神经网络,建立以时效温度与时间为输入参数和硬度为目标函数的函数关系.结果表明:预测值与实验结果吻合较好,并证明了网络的可靠性与泛化能力;当时效温度越高时,达到峰值时效的时间越短,峰值时效的硬度也越大;在160～190℃时效温度范围内,合金峰值硬度随时效温度的升高而下降,对应硬度峰值的时效时间缩短.     

热处理工艺对高弹高导Cu-Ni-Al合金组织与性能的影响

利用力学与电学性能测试、透射电子显微镜(TEM)对Cu-9.0Ni-1.4Al合金的时效过程进行了观察和研究;分析了Cu-9.0Ni-1.4Al-0.5Ti合金的组织和性能,分别比较了Cu-9.0Ni-1.4Al和Cu-9.0Ni-1.4Al-0.5Ti合金在3种形变热处理工艺下的力学和电学性能.性能试验结果表明:Ti的加入能够提高合金的硬度,而对导电率影响不大,经过工艺3试验后,Cu-9.0Ni-1.4Al和Cu-9.0Ni-1.4Al-0.5Ti合金的维氏硬度分别达到243、317,导电率分别达到19.1%IACS、21.0%IACS.TEM观察结果表明:Cu-9.0Ni-1.4Al合金时效过程中的主要强化过程是γ'相(Ni₃Al)的连续沉淀.     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金热处理制度的实验研究

研究了喷射成形Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金的沉积态和挤压态的组织，对挤压态合金进行了固溶处理和时效处理，得到了时效硬度曲线，并进行了力学性能测试．结果显示：沉积态合金孔隙较多；挤压态合金内存在大量的颗粒，经能谱分析为富铜相；固溶温度达到490℃时，晶界出现熔化现象．时效硬度曲线表明：采用120℃时效，在15～25h之间达到硬度峰值；采用135℃时效，达到硬度峰值的时间与合金的成分有关，随着Zn含量的增加，达到硬度峰值的时间变短，而抗拉强度基本稳定在700MPa左右．