等溫變形參數對柱狀晶CuAlBe合金再結晶的影響

  用(yong)熱(re)型(xing)連鑄(zhu)(zhu)(zhu)法制備具有柱狀(zhuang)晶(jing)(jing)組(zu)織(zhi)的(de)(de)CuAlBe超彈性(xing)合(he)金,消除了傳(chuan)統的(de)(de)多晶(jing)(jing)材料(liao)中等軸(zhou)晶(jing)(jing)晶(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)應(ying)力(li)(li)集(ji)中導致的(de)(de)脆性(xing),顯示了優良的(de)(de)力(li)(li)學性(xing)能(neng)。采用(yong)熱(re)型(xing)連鑄(zhu)(zhu)(zhu)法能(neng)獲得(de)尺(chi)寸準(zhun)確、表面(mian)(mian)光潔(jie)的(de)(de)終(zhong)形(xing)(xing)、近終(zhong)形(xing)(xing)絲材,使(shi)(shi)合(he)金能(neng)得(de)到實際應(ying)用(yong)。但(dan)(dan)熱(re)型(xing)連鑄(zhu)(zhu)(zhu)難以(yi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)出(chu)1mm以(yi)下的(de)(de)絲;連鑄(zhu)(zhu)(zhu)過程中絲容易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)彎曲;不易(yi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)出(chu)形(xing)(xing)狀(zhuang)復(fu)雜(za)截(jie)面(mian)(mian),因(yin)此實際應(ying)用(yong)中需(xu)要(yao)對合(he)金絲進(jin)行塑(su)性(xing)加工。但(dan)(dan)塑(su)性(xing)加工所施加的(de)(de)應(ying)力(li)(li)使(shi)(shi)合(he)金從(cong)母相轉變(bian)(bian)為馬氏體,從(cong)而(er)使(shi)(shi)合(he)金失去(qu)超彈性(xing)能(neng)。采用(yong)等溫(wen)(wen)變(bian)(bian)形(xing)(xing)法,在(zai)一定變(bian)(bian)形(xing)(xing)條件下可(ke)防止發(fa)(fa)生(sheng)動(dong)態再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)(jing),但(dan)(dan)變(bian)(bian)形(xing)(xing)后變(bian)(bian)形(xing)(xing)量大于(yu)20%再(zai)(zai)(zai)重(zhong)新(xin)加熱(re),還(huan)易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)(jing),使(shi)(shi)合(he)金不能(neng)進(jin)行二(er)次變(bian)(bian)形(xing)(xing)。鑒于(yu)此,本(ben)文采用(yong)在(zai)控(kong)溫(wen)(wen)模具對試(shi)樣進(jin)行加熱(re)并(bing)等溫(wen)(wen)變(bian)(bian)形(xing)(xing),研究變(bian)(bian)形(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)、變(bian)(bian)形(xing)(xing)量和(he)變(bian)(bian)形(xing)(xing)速率對CuAlBe合(he)金動(dong)態再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)(jing)的(de)(de)影響,并(bing)對變(bian)(bian)形(xing)(xing)后的(de)(de)合(he)金進(jin)行重(zhong)新(xin)加熱(re),找到發(fa)(fa)生(sheng)靜態再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)(jing)的(de)(de)臨界(jie)溫(wen)(wen)度(du),從(cong)而(er)避免二(er)次變(bian)(bian)形(xing)(xing)而(er)發(fa)(fa)生(sheng)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)(jing)。

  采用(yong)熱(re)型連鑄法制備(bei)寬(kuan)8mm、厚2.5mm的(de)(de)CuAlBe帶狀(zhuang)合(he)金(jin),該合(he)金(jin)的(de)(de)化學成分(wt%)為(wei)(wei)11.7Al,0.5Be,余Cu。BeCu合(he)金(jin)中(zhong)含4%Be。合(he)金(jin)熔煉(lian)溫(wen)(wen)度(du)為(wei)(wei)1120℃,鑄型溫(wen)(wen)度(du)為(wei)(wei)1050℃,連鑄速度(du)為(wei)(wei)180mm/min,冷卻(que)水(shui)至鑄型的(de)(de)距離為(wei)(wei)10mm。Cu-A1合(he)金(jin)在此成分下(xia)(xia),在565℃發生共析反應β→α+γ2,析出γ2相(xiang)(xiang)。添加(jia)0.5%Be使相(xiang)(xiang)區溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)限降低50℃。γ2是富Al的(de)(de)脆性相(xiang)(xiang),它的(de)(de)析出使基體中(zhong)的(de)(de)Al含量降低,使相(xiang)(xiang)變點發生變化。所以將合(he)金(jin)帶在800℃固溶處理(li)20min后水(shui)淬,以消除γ2相(xiang)(xiang)。將模具(ju)分別加(jia)熱(re)到450、500、550℃,變形量為(wei)(wei)5%、10%、20%、30%、40%、60%、80%,變形速率為(wei)(wei)0.006、0.03、0.06s-1。壓縮前試樣在上下(xia)(xia)模之間保溫(wen)(wen)2min后,壓縮完(wan)后快(kuai)速從模具(ju)中(zhong)取(qu)出水(shui)淬。

  在(zai)變(bian)形溫度為450、500、550℃,變(bian)形速(su)率為0.006、0.03、0.06s-1,變(bian)形量(liang)為5%、10%、15%、20%下進行等(deng)溫變(bian)形,然后(hou)快速(su)取(qu)出(chu)水(shui)淬,再將試樣在(zai)箱式電爐中(zhong)加熱(re)到570、590、610、630、650℃后(hou),保溫5min,然后(hou)快速(su)取(qu)出(chu)水(shui)淬。

  在550℃等溫變(bian)形(xing),變(bian)形(xing)量大于(yu)20%都發(fa)(fa)生動(dong)態(tai)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing),450℃以下變(bian)形(xing)都不發(fa)(fa)生動(dong)態(tai)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing),在此溫度(du)區間,隨(sui)著變(bian)形(xing)溫度(du)的(de)降(jiang)低或變(bian)形(xing)速率(lv)的(de)增(zeng)加,發(fa)(fa)生動(dong)態(tai)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)所需的(de)變(bian)形(xing)量逐漸增(zeng)大,450℃以下變(bian)形(xing)容易形(xing)成馬(ma)氏(shi)體和(he)裂紋。變(bian)形(xing)量小于(yu)20%時,變(bian)形(xing)溫度(du)在450~550℃,變(bian)形(xing)速率(lv)從(cong)0.006s-1增(zeng)加到0.06s-1,發(fa)(fa)生靜態(tai)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)的(de)臨界(jie)溫度(du)為610℃。發(fa)(fa)生動(dong)態(tai)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)前,隨(sui)著變(bian)形(xing)溫度(du)的(de)升(sheng)高(gao)(gao),析(xi)出物(wu)的(de)含量逐漸增(zeng)加;一旦發(fa)(fa)生動(dong)態(tai)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing),析(xi)出物(wu)的(de)含量隨(sui)著再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)的(de)充分(fen)進行而迅速減少。未發(fa)(fa)生靜態(tai)再(zai)(zai)(zai)結(jie)晶(jing)時,析(xi)出物(wu)的(de)含量隨(sui)著變(bian)形(xing)溫度(du)的(de)升(sheng)高(gao)(gao)和(he)變(bian)形(xing)量的(de)增(zeng)加而增(zeng)多。