成果介绍：Cu-Ag合金的冷加工硬化及再结晶温度

     作者：张文

    针对Cu-Ag合金生产过程中的抗拉强度、伸长率及电导率与加工率之间的关系进行了研究，绘制了合金的加工硬化曲线。通过对冷轧态合金进行不同退火温度下的热处理，研究了退火温度与合金组织、性能之间的关系，获得合金的再结晶退火温度，以期为Cu-Ag带材工业化生产提供参考。

    1  试验材料与方法

    试验采用的Cu-Ag合金退火板带材（厚1.0 mm）的化学成分见表1。为研究合金的冷加工硬化过程，对合金进行10% ~80%的冷轧变形。随后对不同厚度的板带材进行200～500oC不同温度下保温1h的退火处理。

    沿轧制方向的断面取样，制备金相试样，腐蚀剂采用FeCl3与HC1的水溶液，在金相显微镜下进行金相组织观察；采用MTS-810型试验机、430SVD维氏硬度计和7501型涡流电导仪对不同状态的Cu-Ag合金带材进行力学性能和导电性能测试。

    2  试验结果与分析

    2.1  变形量对合金性能的影响

    图1为变形量对Cu-Ag合金抗拉强度、硬度、电导率和伸长率的影响。可以看出，合金经冷轧变形后，具有明显的加工硬化效果。随着变形量的增大，合金的抗拉强度和硬度随之增大，而伸长率则随着变形量的增大而减小。这主要是因为合金经冷轧变形时，随着变形量的增大，基体中位错密度增多，此时位错之间将会发生交互作用，形成位错缠结、割阶，有效阻碍位错的运动，提高合金的抗拉强度和硬度。由图2也可以看出，合金经60%变形后，许多位错经交互作用之后更倾向于缠结在一起，组成粗的亚晶界，这些亚晶界包围着很少位错的一小块面积而形成“胞状组织”。

    从图1b还可看出，随着变形量的增大，合金的电导率随之减低。当变形量为80%时，合金的电导率为54. 00 MS／m，相对于未变形合金的电导率，降低了4. 64 MS／m左右。这主要是由于冷加工变形会使晶体点阵畸变和晶体缺陷增加，尤其是空位浓度增多，使得点阵电场的不均匀程度增大，加剧了电磁波散射。此外，冷加工变形也使原子间距发生改变，对电导率产生一定影响。因此，冷加工变形越大，晶格畸变程度越大，晶体缺陷也越多，电导率也就越低。

    2.2合金再结晶温度的确定

    对不同变形量的Cu-Ag合金进行不同温度保温1h的退火处理，并对相应状态合金的抗拉强度和伸长率进行测试，结果见图3。从图3a中可以看出，随着退火温度的升高，合金的抗拉强度呈先缓慢减小，再快速降低，最后趋于稳定的变化规律。而合金的伸长率则随着退火温度的升高呈先缓慢增大，再快速增加，最后趋于稳定。抗拉强度一温度曲线斜率变化最大部分所对应的范围为合金发生再结晶温度范围。因此，可以确定出20%变形合金的再结晶温度为350～450℃，40%变形合金的再结晶温度为300～450℃，60%、80%变形合金的再结晶温度为300～400 0C。说明变形量越大，合金的再结晶温度越低。这主要是由于随着冷变形量的增大，合金的畸变能随之增加，再结晶时的驱动力随之增加，相应地提高了合金的再结晶形核率和晶核的长大速度，使得合金的再结晶温度降低。但当变形量超过60%时，再结晶温度趋于一个稳定值(300～400 oC)。

    图4为80%变形的Cu-Ag合金经不同退火温度保温1h的显微组织。从图4a中可看出，Cu-Ag合金经大变形后，合金晶粒破碎形成密集的条带状纤维组织。当退火温度为300℃时，在合金滑移带附近出现少量再结晶组织，但大部分区域仍保留着变形加工组织，见图4b。温度升至350℃时，有更多细小的等轴再结晶组织出现，见图4c。由图4d可知，400 0C退火后合金的冷轧变形纤维组织演变成等轴晶粒，界面间距明显增大，且有少量晶粒长大。随着退火温度升高至450 0C，合金的纤维组织已经完全消失，见图4e。当退火温度为500℃时，晶粒已明显长大。

    3  结  论

    (1) Cu-Ag合金经冷轧变形后，加工硬化效果明显。合金的强度和硬度随着变形量增大而升高，伸长率和电导率呈相反变化规律。

    (2)随着变形量的增大，合金的再结晶温度越低。但当变形量大于60%时，再结晶温度趋于稳定(300～400 0C)。

    4摘要

    对cu-Ag合金进行了不同程度的冷变形，绘制出了合金的加工硬化曲线。通过对不同厚度退火后试样的抗拉强度和伸长率进行测试和组织观察，得到了合金的再结晶温度。结果表明，合金经冷轧变形后，具有明显的加工硬化效果。合金的强度随着变形量的增大，呈先增大后趋于稳定的趋势，而伸长率、电导率与变形量呈相反的变化规律。冷变形程度越大，合金的再结晶温度越低。但当变形量超过60%时，再结晶温度趋于一个稳定值(300—400℃)c