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微量稀土La和Ce对纯铜性能的影响

作　者: 梁琦明
导　师: 王跃臣
学　校: 江西理工大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纯铜稀土元素La和Ce 熔炼热轧热处理电导率抗拉强度
分类号: TG146.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

铜以其优异的导电性能广泛应用于各个行业,但由于铜本身强度很低,限制了其应用领域。而材料的强化和导电性的提高具有相互矛盾性,因此,如何强化铜就成为目前研究的热点之一。稀土元素是金属材料的“维生素”,对改善金属材料的性能有特殊的作用。本试验以中间合金的形式在铸造纯铜中加入稀土元素La和Ce,分析它对铸造纯铜的组织及导电性、抗拉强度、塑性、硬度的影响。研究发现,La和Ce的加入改善了铸造纯铜的铸造性能,且随着稀土元素加入量的增加,铸造纯铜的组织出现细化现象,冶金质量提高,夹杂物减少,同时导电性、硬度、塑性和抗拉强度等值也呈增大趋势。但稀土加入量大于0.04%时,晶界变宽,组织粗化,导电率及力学性能也降低。稀土元素可有效提高热轧态合金的力学性能。随着稀土含量的增加,紫铜晶粒先减小后增大;而紫铜的强度和硬度随着稀土含量的增加分别先升高后下降,当稀土含量为0.04%时,纯铜试样获最好的综合力学性能。0.04wt%Ce的抗拉强度和延伸率分别为:σ_b=253.5Mpa、σ=7.67%;0.04wt%La的抗拉强度和延伸率分别为:σ_b=235.8Mpa、σ=13.6%。稀土元素还可有效提高退火态合金的力学性能。当稀土含量为0.04%时,纯铜试样获最好的综合力学性能。试验表明:添加0.04 wt%Ce的合金通过退火工艺流程可达到最佳的综合性能(电导率100.1%IACS,抗拉强度152.36MPa)。添加0.04Wt%La的合金通过以上工艺流程也达到最佳的综合性能(电导率100.7%IACS,抗拉强度156.02MPa)。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-25
  1.1 铜及铜合金的发展概况  8-15
    1.1.1 铜的性质  8-9
    1.1.2 杂质元素对工业纯铜性能的影响  9-12
    1.1.3 高性能铜合金  12-15
    1.1.4 铜及铜合金的应用  15
  1.2 稀土元素  15-17
  1.3 在铜及铜合金中稀土元素的应用及对性能的影响  17-23
    1.3.1 在铜及铜合金中稀土元素的应用  17-20
    1.3.2 稀土元素在铜及铜合金中对性能的影响  20-22
    1.3.3 稀土元素在铜及铜合金中作用机理的研究  22-23
    1.3.4 在纯铜中稀土元素的研究现状  23
  1.4 此文研究的目的、内容与意义  23-25
第二章试验的材料及实验方法  25-34
  2.1 试验材料及试样制备  25-26
    2.1.1 稀土元素的选择  25-26
    2.1.2 试验材料  26
    2.1.3 试验设备  26
  2.2 试验方法  26-34
    2.2.1 试验路线  26-28
    2.2.2 试样制备  28-30
    2.2.3 稀土含量  30
    2.2.4 热轧  30-31
    2.2.5 坯料退火  31
    2.2.6 金相组织观察  31-32
    2.2.7 电导率测试  32
    2.2.8 力学性能  32
    2.2.9 铸造缺陷  32-34
第三章稀土 Ce 对纯铜性能的影响  34-54
  3.1 研究内容  34
  3.2 实验结果与分析  34-52
    3.2.1 铸态合金的组织与性能分析  34-38
    3.2.2 热轧后组织与性能分析  38-42
    3.2.3 热处理后组织与性能分析  42-52
  3.3 本章小结  52-54
第四章稀土 La 对纯铜性能的影响  54-74
  4.1 研究内容  54
  4.2 实验结果与分析  54-73
    4.2.1 铸态合金的组织与性能分析  54-58
    4.2.2 热轧后组织与性能分析  58-61
    4.2.3 热处理后组织与性能分析  61-73
  4.3 本章小结  73-74
第五章结论与建议  74-76
  5.1 结论  74
  5.2 建议  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
个人简历及攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果  80

微量稀土La和Ce对纯铜性能的影响

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