微量Ti/Co元素对Cu-Cr合金组织与性能的影响*

方 航，刘 平

(上海理工大学材料科学与工程学院，上海 200093)

铜合金具有优异的力学性能和导电性能，已广泛应用于引线框架、高速铁路接触线等行业[1]，其中Cu-Cr合金以其高强度、高导电性成为研究热点[2]。近年来，传统Cu-Cr合金已不能满足发展需求，因此很多学者通过微合金化法，探究不同微合金化元素对Cu-Cr合金组织及性能的影响。Shen等[3]制备了Cu-1Cr-0.1Zr合金，其抗拉强度和电导率能达到586 MPa和78.2%IACS%。然而，在非真空熔炼条件下，Zr元素容易氧化和烧损，阻碍了合金实现工业化生产[4]。Ti/Co元素性能比Zr更稳定，且成本较低。Zhang等[5]研究发现，Ti元素时效过程中富集在Cr相表面，阻碍析出相的长大，提高合金的性能。Co元素能有效促进金属间化合物的生成，既不破坏合金的韧性，还能增加合金的抗拉强度和硬度[6]。此外，由于沉淀物的快速粗化， Cu-Cr合金在高温下表现出较差的抗软化性[7]。通常在Cu-Cr合金中加入合金元素来提高抗软化性能。Sun[8]报道了在Cu-Cr合金中加入Mg元素，可以提高抗软化性能。但Mg的熔点低，熔炼过程难以控制，阻碍了合金的应用。乐顺聪等[9]通过新工艺制备的Cu-0.57Cr-0.067Ti合金，抗软化温度达到557.3 ℃。柳瑞清等[10]研究发现随着Co含量的增加，合金的软化温度有所提高。因此在Cu-Cr合金中加入Ti/Co元素，有望获得与Cu-Cr-Zr合金性能相近的铜合金，缓解Cu-Cr-Zr合金难以工业生产的问题。

基于以上研究背景，本文通过真空感应熔炼—固溶—冷轧—时效处理4道工序制备Cu-Cr-Ti和Cu-Cr-Co合金，并对合金的硬度、抗拉强度、电导率和抗软化温度进行了测定，结合了合金的微观组织分析了Ti元素和Co元素的添加对Cu-Cr合金组织和性能的影响。……