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《退火處理對紫銅組織和性能的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第23卷第3期平原大學(xué)學(xué)報2006年6月Vol.23No.3JOURNALOFPINGYUANUNIVERSITYJune.20063退火處理對紫銅組織和性能的影響郭貴中(平原大學(xué)機電工程學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003)摘要:對紫銅進行了退火處理,并進行了力學(xué)性能試驗和金相組織分析,結(jié)果表明退火處理能改善紫銅的組織和性能,對后續(xù)的鍛造生產(chǎn)有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞:紫銅;退火處理;顯微組織;力學(xué)性能+中圖分類號:TG146.11文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1008-3944(2006)03-0129-03紫銅(即純銅)具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和塑性及良好的耐腐蝕性,在電子工業(yè),儀器儀表和高壓開關(guān)等工業(yè)
2、中有廣泛的應(yīng)用。工業(yè)生產(chǎn)中,對紫銅制件的表面硬度和內(nèi)部晶粒度要求比較苛刻,通常的退火處理工藝難以滿足要求。高壓開關(guān)元件———觸指(如圖1所示)。鍛造生產(chǎn)過程中,由于其使用工況的特殊性,廠方對其組織性能和硬度指標(biāo)有極嚴格的要求:合格的元件要求組織晶粒細小,硬度達到HB70以上。應(yīng)用通常的退火處理工藝,會出現(xiàn)一些如晶粒粗大、硬度不夠等缺陷,嚴重影響元件的壽命和工作效率。為解決此難題,我們對紫銅在各溫度下的退火處理工藝進行了研究。通過試驗,觀察了試樣的金相組織結(jié)構(gòu),測定了試樣硬度,作出了硬圖1觸指零件度曲線,掌握了T2紫銅在不同溫度下退火處理的金相組織及其硬度變化規(guī)律,并對紫銅的微觀組織一
3、、材料制備及實驗方法作了一定的研究和分析說明,分別從晶粒度和硬度(一)試驗材料與設(shè)備兩方面綜合考慮,找到了最佳的退火處理工藝方案,試驗中采用T2紫銅作試驗材料,其化學(xué)成分為觸指零件的生產(chǎn)做好準備。如表1。表1紫銅化學(xué)成分CuPbBiFeSnAs質(zhì)量分數(shù)(%)>99.90.0050.0020.0050.0050.002取試樣ф12×15的銅棒,經(jīng)50%拉拔變形,28微鏡及IAS-4圖像分析儀系統(tǒng);箱式電阻爐;布氏個,分7組。經(jīng)退火處理后,每組中兩個進行力學(xué)性硬度實驗機(HB3000)。能試驗,兩個進行金相試驗,取其平均值。(二)試驗方法試驗設(shè)備:OLYMPUS(PMG3型)光學(xué)金相顯退
4、火處理工藝如表2所示。3收稿日期:2006-01-18修回日期:2006-03-17作者簡介:郭貴中(1978-),男,河南新鄉(xiāng)人,主要從事機電技術(shù)的教學(xué)與研究?！?29·表2試驗方法晶粒的位錯源開動,因而粗晶粒的屈服強度低,即在序列熱處理工藝規(guī)范較低的外力下就開始塑性變形,因而強度較低。1300℃退火,保溫60min,水淬或爐冷2350℃退火,保溫60min,水淬或爐冷3400℃退火,保溫60min,水淬或爐冷4450℃退火,保溫60min,水淬或爐冷5500℃退火,保溫60min,水淬或爐冷6550℃退火,保溫60min,水淬7720℃退火,保溫60min,水淬二、試驗結(jié)果及分析
5、(一)力學(xué)性能測量試樣的布氏硬度,測量結(jié)果見表3和圖2。由圖表可知,退火處理使紫銅的硬度有所降低,其中在300℃～360℃區(qū)域,硬度曲線陡直,硬度隨退火圖2硬度曲線溫度的升高而快速降低;360℃～550℃區(qū)域,硬度曲線開始變緩,退火溫度升高對材料的硬度影響變小;(二)金相組織550℃～720℃區(qū)域,硬度曲線近似平行與溫度軸線,用3%FeCL3+10%HCL水溶液作腐蝕劑侵蝕即這一階段退火溫度對材料硬度變化的影響微弱。金相試樣后,觀察結(jié)果如圖3所示。實驗表明,退火表3硬度測試結(jié)果溫度低時,保溫時間的影響較小;若退火溫度高時則溫度(℃)壓痕d(mm)硬度(HB)保溫時間對晶粒度影響較大。
6、所以在高溫下退火應(yīng)3001.716105.3盡量縮短保溫時間,以避免晶粒粗大。為了避免出3502.28057.9現(xiàn)再結(jié)晶織構(gòu),退火前的冷變形度不應(yīng)大于40%～4002.28557.660%。冷變形度大,退火溫度越高,再結(jié)晶織構(gòu)越明4502.33854.95002.28157.8顯。從金相試驗照片可看出,400℃退火與700℃退5502.29557.1火后金相組織有很大差別,前者比后者組織要細很7202.34254.7多,適合壓力加工。變形退火影響紫銅硬度的主要因素是晶粒度。影響晶粒度大小的因素主要有:退火溫度,保溫由于細晶強化的作用,晶粒越細,強度越高。通常用時間。實際晶粒度的大小,
7、取決于具體的加熱溫度和晶界位錯塞積模型,位錯塞積后,便對晶粒中間的位保溫時間,但主要取決于加熱溫度。在某一加熱溫度錯源有一反作用力或背應(yīng)力,這個反作用力隨位錯塞下,隨保溫時間的延伸晶粒不斷長大,但長大到一定積的數(shù)目而增大,當(dāng)增大到某一數(shù)值時,可使位錯源尺寸后,晶粒長大就極其緩慢了。在最高加熱溫度相停止動作。細晶粒的反作用力大,因為離位錯源近,同時,加熱速度越快,晶粒越小。這是因為:加熱速度這樣,當(dāng)細晶粒中心的位錯源已被迫停止時,粗晶?？?轉(zhuǎn)變溫度高,形核率
