【2017年整理】提高弥散强化铜合金强度的主要方法.docVIP

作者简介：彭北山（1967—），湖南邵阳人，讲师，硕士研究生。研究方向为金属材料的制备、加工及强化。 提高弥散强化铜合金强度的主要方法 彭北山 宁爱林 （邵阳学院机械工程学院 湖南邵阳 422004） 摘要：总结了提高弥散强化铜合金强度的几种方法，并对其强化机理进行了分析。得出结论是：第二相强化的效果最好，是制备高强高电导率材料最理想的方法。弥散强化铜的强度主要和基体及弥散相的本性、含量、大小、分布、形态以及弥散相与基体的结合情况有关，也与成形工艺有关，而弥散相的选择是首要的。 The Major Channel of Heighten the Intension of the Dispersion-strengthened Copper Alloy PengBeishan NingAilin ( Mechanical Engineering School of Shaoyang Collegiate Shaoyang hunan 422004) Abstract: Have summarized some kinds of method of heighten the intension of the dispersion- strengthened copper alloy, and analysed its reinforced mechanism. Conclusion is: the effect of the dispersion reinforcement is the best. It is the most idea to prepare the the dispersion- strengthened copper alloy. the strength of dispersion- strengthened copper is concerning nature and form, content, size, distribution and the innate quality of dispersion appearance as well as the combination condition of dispersion appearance and matrix, it is also concerning shape technology, and the option of dispersion phase is chief. 1 引言 弥散强化铜因其优良的高温强度、高导电性和高导热性，已广泛地应用于电子信息、高速电气化铁路架空线、高速列车牵引电机、汽车和彩管等行业中的电阻焊电极、大推力火箭发动机内衬等高新技术领域[1]。弥散强化铜无论是用作电阻焊电极，还是用作大推力火箭发动机内衬，不但要求其具有高导电性和高导热性，还要求其具有较高的高温强度。本文对提高弥散强化铜合金强度的的主要方法和强化机理进行了讨论，并提出自己的看法。 2 弥散强化的机理和影响弥散强化材料强度的因素 2.1 弥散强化的机理 弥散强化机构的代表理论是位错理论。弥散强化材料中，弥散相是位错线运动的障碍，位错线需要较大的应力才能克服阻碍向前移动，所以弥散强化材料的强度高。下面是几种主要的位错理论模型用以讨论屈服强度及硬化[2] [3] [4]。 2.1.1 奥罗万结构（Orowan Mechanism） 奥罗万结构的示意图如图1所示。 图1 奥罗万结构示意图 （a）位错线通过前；（b）位错线弯曲；（c）形成位错环；（d）位错线通过后 按照这个结构，位错线不能直接越过第二相粒子，但在外力下，位错线可以环绕第二相粒子发生弯曲，最后在第二相粒子周围留下一个位错环而让位错通过。位错线的弯曲将会增加位错影响区的晶格畸变能，这就增加了位错线运动的阻力，使滑移抗力增大。屈服应力 τc与位错线上粒子的间距λ及切变模量μ和具有柏氏矢量为b的位错的之间的关系如下：τc=，显然屈服应力与粒子间距成反比。 2.1.2 安塞尔-勒尼尔结构 安塞尔等人对弥散强化合金的屈服提出了另一个位错模型。他们把由于位错塞积引起的弥散第二相粒子断裂作为屈服的判据。即当粒子上的切应力等于弥散粒子的断裂应力时，弥散强化合金便屈服，即：τc= (1-3) 式中μ、μ*分别为基体及第二相粒子的切变模量，b为柏氏矢量，λ为位错线上粒子的间距，C为比例常数，约为30。 由上式可以得出：屈服应力与基体和弥散相的切变模量的平方根的积成正比，与粒子间距的平方根成反比，且屈服应力的大小与位错有关。 2.2 影响弥散强化材料强度的因素 弥散强化材料的强度不但与基体和弥散相的本性有关，而且决定于弥散相的含量、大