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微量Ce對Cu-Cr-Zr合金性能影響.pdf

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微量Ce對Cu.Cr-Zr合金性能影響劉勇,劉平,田保紅,任風章(河南科技大學材料科學與工程學院,河南洛陽471003)摘要:本文研究了稀土Ce對電氣化鐵路用高強高導接觸線Cu.Cr-Zr合金的強度、硬度、導電性和熱強性等的影響。結果表明:微量稀土元素Ce的加入可以提高Cu.Cr-Zr合金的強度、硬度和耐熱性,抗拉強度可達637MPa,導電率為82.16%IACS,相對于Cu.Cr-Zr合金強度提高了56MPa,而導電性略有降低。關鍵詞:高強高導;Cu.Cr-Zr-Ce合金:顯微硬度;導電率中圖分類號:TGl46.1:TGll3.2文獻標識碼:AInfluenceofTraceCeonPropertiesofCu.Cr-ZrAlloyLIUYong,LIUPing,TIANBao-hong,RenFeng-zhang(SchoolofMaterialsScience&Engineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China)Abstract:Thispaperisdealtwiththeeffectsofrare·earthontheproperties(suchasstrength,hardness,electricalconductivityandheat-resistance,etc.)ofCu-Cr-Zrcontactwireforelectrifiedrailway.Withaddingtracerare—earthelementCe,theresultsshowedthatthestrength,hardnessandheat-resistanceofCu-Cr-Zralloywereimproved,andtensilestrengthwasenhancedto637IVIPathatWaSincreased56MPacomparedwithCu-Cr-Zralloy,buttheelectricalconductivityofCu-Cr-Zr-CealloyWas82.16%IACSwhichWaSabitlowered.Keyword:highstrengthandhighconductivity;Cu—Cr-Zr-Cealloy;microhardness;electricalconduaivity隨著電氣化列車向高速、重載發展,對接觸網用接觸線的性能也提出了愈來愈高的要求,如要求其具有高的強度(大于600Ⅷa)、高的導電性(大于80%IACS)、高的耐磨性和熱強性等it]。銅作為高速列車接觸線的基本材料,具有優良的導電性,但高溫強度不足,為提高其機械性能,可以采用合金化的方法【21,如目前國內外常用的Cu.Ag接觸線,Cu.Sn接觸線等,但大都存在高強度與高導電性之間的矛盾,而如何達到高強與高導之間的結合已成為現在高速列車用接觸線的主要研究方向f3巧J,同時也是制約列車向高速發展的主要因素之——oCu.Cr-Zr合金具有較好的綜合性能,如優良的導電性、導熱性和耐磨性等[6】,在一定程度上提高了純銅接觸線的高溫性能。稀土元素改善銅及其合金的某些物理性能和機械性能,已有相關的報道【7。9】,但應用于Cu.Cr-Zr接觸資助項目:國家高技術研究發展計劃(863)項目(2002AA331110);河南省杰出人才基金項目(0521001200);河南科技大學科研基金資助項目(2004ZY003)作者簡介:劉勇(1967一),男,河南洛陽人,副教授,從事金屬功能材料研究,已發表論文20余篇。線則未見有關資料。為此,本文在Cu-Cr-Zr合金的基礎上加入微量稀土元素Ce,就稀土Ce對合金的電導率、硬度、強度、耐熱性等方面的影響進行了研究,為今后開發出性能好且能夠滿足高速運行的接觸線材料提供新的思路。1試驗材料與方法實驗用Cu.Cr-Zr和Cu-Cr-Zr-Ce合金由ZG.0.01型lOk真空中頻感應熔煉爐中熔煉而成。原材料采用純度為99.9%(質量分數,下同)的標準陰極銅、99.5%Cr、99.5%Zr和99.5%Ce,合金的最終成分為:Cu.0.36Cr-0.036Zr、Cu.0.33Cr-0.038Zr-0.049Ce。澆鑄后的合金鑄錠經切除冒口、去皮后鍛造成棒料。將合金棒材切片后在自制薄帶軋機上進行變形,測定固溶后經不同變形處理再進行時效處理的電導率和顯微硬度;而強度和軟化溫度測試則采用對棒料進行時效處理后再拉拔變形所得拍mm線材。合金的固溶、時效處理和軟化溫度測試均在SILIK.2.12型管式爐中進行,N2保護,PID控溫,控溫精度為±2℃;電阻測量在ZY9987型數字式微歐計上進行,試樣測量長度≥100mm,寬度≥《金屬熱處理》2005年第30卷增刊235
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