拉拔及退火工藝對(duì)薄層銅包鋼線組織和性能影響的研究

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1、分類(lèi)號(hào)：TG146.1學(xué)校代號(hào)：10150UDC：密級(jí)：公開(kāi)學(xué)號(hào)：20131002博士學(xué)位論文拉拔及退火工藝對(duì)薄層銅包鋼線組織和性能影響的研究StudyonEffectsofDrawingandAnnealingProcessonMicrostructureandPropertiesofThinLayersCopperCladdingSteelwires學(xué)生姓名：李鴻娟導(dǎo)師及職稱(chēng)：丁志敏教授學(xué)科門(mén)類(lèi)：工學(xué)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：材料科學(xué)與工程研究方向：復(fù)合材料制備及理論申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士論文答辯日期：2016年12月16日學(xué)位授予單位：大連交通大學(xué)大連交通大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲

2、明的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作本人盧明所．呈交殳取得的賀究成果，盡我所知，除了文中枓別加以＃注和致謝及參考文飫的地方外，論文中不包含他人或集體已經(jīng)發(fā)表忒潠寫(xiě)過(guò)的砑究成Ｉ＇也不包含為獲成其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位戍證書(shū)而芰￥過(guò)的材料一同工作的同志對(duì)本砑究所保的任何貢獻(xiàn)均已在＃與我泠文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意ｄ本人完全意識(shí)到本聲明的法律效力，申請(qǐng)學(xué)位滄文與資料若有不實(shí)之處一，由本人承擔(dān)切梠關(guān)責(zé)任，學(xué)位論文作者簽Ｂ期：ｙｄ年ｕ月００大連交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)＾學(xué)位論文作者完全了柄有關(guān)絲知識(shí)產(chǎn)權(quán)及保

3、“使用學(xué)倥論文的規(guī)定．，?。貉芯可谛９プx學(xué)位期間論文工作的＾識(shí)產(chǎn)權(quán)單位課本人保證畢業(yè)離校后，發(fā)表或使用１文工作綠料名轉(zhuǎn)■傭力交通夫舉￥＾傾有傭留并向家有關(guān)和艦狀妓傾料件及料子加士，允錢(qián)本人授權(quán)」可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編人學(xué)校有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)和收錄到《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)港庫(kù)》《中國(guó)＇朽士舉位他文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》進(jìn)行信朗務(wù)３也可以果用＾＇玟臺(tái)描等復(fù)制手段保存或匯編冰學(xué)位論文？（保密的學(xué)位論文在解密后硿遵守此規(guī)定）幸立論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：飛年ｕ月球ｓ跳年ｎｅ摘要摘要薄層銅包鋼線用以代替純銅線，兼?zhèn)淞思冦~的優(yōu)

4、良導(dǎo)電性和延展性及鋼芯的高強(qiáng)度性能，且成本低廉而具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)價(jià)值和應(yīng)用前景，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于通訊、鐵路和建筑等領(lǐng)域。本文以雙銅帶壓接法生產(chǎn)的薄層銅包鋼線為研究對(duì)象，采用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡(SEM)、背散射電子衍射（EBSD）和透射電子顯微鏡（TEM）等試驗(yàn)設(shè)備及方法研究了拉拔及退火工藝對(duì)薄層銅包鋼線及其界面的組織結(jié)構(gòu)、界面元素分布、電性能和力學(xué)性能的影響規(guī)律，并分析討論了引起這些變化規(guī)律的原因。研究結(jié)果表明，拉拔和退火工藝均對(duì)組織和性能有很大影響。隨著拉拔量的增加，銅包鋼線鋼芯及其界面的晶粒由包覆態(tài)銅包鋼線時(shí)的晶界明顯的等軸狀逐漸變成晶

5、界完全模糊不清并沿拉拔方向拉長(zhǎng)的纖維狀。銅包鋼線經(jīng)過(guò)退火處理后，無(wú)論拉拔量為多大時(shí)其鋼芯及其界面的顯微組織都會(huì)經(jīng)歷回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大三個(gè)階段。隨著退火溫度升高，鋼芯及其界面的顯微組織由拉拔態(tài)時(shí)的晶界模糊的纖維狀晶粒逐漸變?yōu)榫Ы缜逦牡容S狀晶粒并逐漸長(zhǎng)大；當(dāng)退火溫度增加到750℃時(shí)，晶粒長(zhǎng)大明顯。同時(shí)，保溫時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大的發(fā)生有著促進(jìn)作用。與退火溫度相比，保溫時(shí)間對(duì)晶粒尺寸的影響較小。銅包鋼線鐵素體晶粒長(zhǎng)大的回歸模擬結(jié)果也說(shuō)明了隨著拉拔量增加，變形儲(chǔ)能增加，再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力增加，所需激活能減少。此外，退火處理后，薄層銅包鋼線中出現(xiàn)了靠近界面處的銅、鋼

6、晶粒要比遠(yuǎn)離界面處的晶粒更細(xì)小的現(xiàn)象。隨著拉拔量和退火溫度及保溫時(shí)間的增加，銅包鋼線界面處的互擴(kuò)散層厚度均增加，且退火溫度對(duì)互擴(kuò)散層厚度的影響更為顯著。拉拔量越大，退火處理后的互擴(kuò)散層厚度增加的越明顯。拉拔量97.1%的銅包鋼線經(jīng)不同退火溫度處理后，銅、鐵原子分別向鐵基體和銅基體中發(fā)生擴(kuò)散時(shí)鐵原子向銅基體中的擴(kuò)散速度要快于銅原子向鐵基體33中的擴(kuò)散速度。其中擴(kuò)散激活能分別為Q?22.46×10J/mol和Q?54.25×10Cu?FeFe?CuJ/mol。無(wú)論是冷拔態(tài)還是退火態(tài)銅包鋼線在其銅-鋼界面處的銅、鐵基體中均存在納米尺寸的α-Fe和Cu析出相。與冷拔態(tài)銅

7、包鋼線中納米尺寸析出相相比，退火態(tài)銅包鋼線中納米尺度析出相的數(shù)量更多，尺寸更大。隨著拉拔量的增加，銅包鋼線中的銅和鋼芯的晶粒取向差角由大角度轉(zhuǎn)變?yōu)樾〗嵌?；銅層織構(gòu)由包覆態(tài)時(shí)的<110>方向的主要軋制織構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度不大的<100>方向的纖維織構(gòu)；鋼芯的<110>方向的纖維織構(gòu)強(qiáng)度緩慢增強(qiáng)。退火處理將會(huì)改變銅和鋼的晶粒取向差及織構(gòu)，隨著退火溫度的升高，銅層和鋼芯的晶粒取向差由小角度轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠼嵌?；銅層的<111>方向的再結(jié)晶織構(gòu)和鋼芯的<110>方向的再結(jié)晶織構(gòu)增強(qiáng)。I大連交通大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文隨著拉拔量的增加，薄層銅包鋼線的電阻率增大；與冷拔態(tài)銅包鋼線電阻率相比，

8、隨著退火溫度的升高，電阻