0引言铝和铭是急冷铝合金与铜合金溶解度扩展的有效元素【’·’］，可使其综合性能得到提高［ ”j。急冷Cu－Cr－O．05Zr系合金单相固溶体的硬度随固溶钻含量的增加而线性提高「 ’‘，其强化机制已不再是简单的固溶强化，有关研究表明，此类合金中阻碍位错滑移运动的晶体 缺陷随过饱和铭含量的增加而显著增多「‘j。显然，铬在此类合金中溶解度的变化对其性能影响 较大，因此探讨影响铬在此类合金中溶解度的因素很有必要。且试验材料与方法l·正试验材料采 用三种不同成份的合金：Cu－084Cr－O．05Zr、Cu－ZCr－O．OSZr和Cu －3Cr－O．OSZr。其中Cu－ZCr－0．05Zr与Cu－3Cr－O．OSZr是以 工业合金Cu－O．84Cr－0．OSZr加金属铬碎块在真空中频熔炼炉中熔制而成。1·2 试样制备将真空中频熔炉熔炼制的合金律（ofsmm）经均匀化退火后轧制成必3mm细丝，由 此截取o3mmX3mm试捧在称之为“SPlatcooling”的专用设备（带真空急冷装 置的高频真空熔炼炉，合金小液滴溅射到高速旋转钢片上引起忽冷）中制成薄膜试样。由于合金熔 液在高温下（约1700℃）难以较长时间保持（否则，位于感应与批捐之间的石英玻璃管会破裂 ），因此薄膜试样中存在着较大的成份波动，局部区域还有铬粒子析出。熔制的薄试样厚度为10 ～80Pm，从中选择厚度30～60尸m的作为研究用试样。不同试样之间以及同一试样内不同 区域之间存在着柱状晶间距及晶粒直径的差异（薄试样组织为穿透柱状晶，厚试样接触端为柱状晶 ，自由瑞为等轴晶）。这是由于其厚度的差异导致冷却速度差异的缘故，尽管所有试样的结晶冷却 速度均在IO’C／S左右。1·3试验方法薄试样经嵌镶后研磨抛光，用Ic％硝酸铁溶液浸蚀 后，在SEM上观察显微组织，并用扫描电镜X射线能谱仪（EDX）测定显微硬度压痕处的铬含 量。2试验结果与分析2．1冷却速度对铭在急冷合全中溶闲度的影响急冷铜合金冷却速度与技晶 间距之间的对应关系如下「”；AZ—ATi。式中XZ为枝晶间距，T［为溶液的冷却速度，A 和n是与成份有关的常数（与组元含量无关）。由此可以认为，本研究所用三种铜合金在相近的冷 却速度下所得组织的枝晶间距（入2）、柱状晶间距（入1）以及晶粒直径（D）应相近。用扫描 电镜的EDX测定了三种合金多块试样单相固溶体中的过饱和铬含量。并在测定点周围测量了柱状 晶间距（Al）或晶粒直径（D），结果见图1。可见当钻在单相固溶体中的含量超过l％时，铬 的极限溶解度受柱状晶间距的影响甚为显著。表明铬在单相过饱和Cu．Cr．0．05Zr固溶 体中的溶解度随冷却速度的加快明显增大。当冷却速度大到使柱状晶间距小于lpm左右时，铬在 该合金中的极限溶解度可超过3％。2．2结晶过程中的桥出对权限溶解应的历响试验发现，当C u－Cr－O05Zr系合金在结晶过程中产生桥出物时，会导致铝的极限溶解度明显低于相同冷 却条件下无拆出物产生的单相过饱和固溶体中的极限含量，见图2。图Za中显微硬度压痕区域存 在较多细小弥散分布的白色粒子。显然这些小粒子是结晶过程中的拆出物，并非高温熔液中残留未 熔的铬粒子，区基本存在于技状晶内。测得该区域的铬含量为3．92％，硬度仅151HV。图 地中无析出物，测得的显微硬度值237HV，在显微硬度压痕附近测得过他和固溶铬含量为2． IO％。根据冷却速度与柱状晶间距之间的对应关系，图中两块试样在结晶过程中的冷却速度基本 相近。倘若析出不降低固溶体的极限溶解度，则a试样显微硬度压痕区固溶铝含量应在2．Ic％ 左右，其硬度亦应在237HV左右。根据Cu－Cr相图「”，该系合金中的拆出物基本为纯铬 ；急冷态纯铬的硬度大于151HV‘’‘，急冷过程中析出的铬粒子硬度亦应大于151HV； 据此，图Za压痕区域的硬度理应大于15lHV。但分折a试样显微硬度压痕区域基体中铝的过 饱和含量远低于2．10％，可见铬的析出明显降低了铝在过饱和固溶体中的极限溶解度。因此， 当冷却条件一定时，要注意控制铝的加入量与成份均匀性；当合金成份一定时，要保证冷却速度大 于合金的临界凝固速度。否则会导致急冷Cu－Cr合金强度及其它性能的显著降低。3结论3． 正铬在Cu－Cr－0．05Zr合金单相过饱和固溶体中的溶解度随着冷却速度的加快而明显增 大。3．2结晶过程中铬的析出明显降低了铝在过饱和固溶体中的极限溶解度。影响铬在急冷铜合 金中溶解度的因素@丁厚福$合肥工业大学材料科学与工程系!安徽合肥230009@汤文明$ 合肥工业大学材料科学与工程系!安徽合肥230009@吕珺$合肥工业大学材料科学与工程系 !安徽合肥230009铜合金;;急冷工艺;;固溶体探讨了影响铬在急冷Cu-Cr-0．0 5Zr合金中溶解度的因素。结果表明，铬在该合金系单相固溶作中的溶解度随冷却速度的加快而增大，从而导致合金硬度的线性提高。而结晶过程中铬的析出，明显降低铬在过饱和固溶体中的极限溶解度。1SahinE, Jones H. Rqpidly Quenched Metals II-Vol.1.ed. Cantor BLondon:The Metals Society,1978 138～146
2丁厚福.金属热处理学报,1994,15(2):45～57
3 Jones H.J.Mater.Set,1984,19:1043
4丁厚福.金属热处理学报,1996,17(1):54～57
5 Choi J O,Doktor Arbeit.Max-Planck-Institut fur Metall-forschung,1987
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7Sully AH,Brands E A.Metallurgy of the Rare Metals-1(chromlum).second Edition.Oxford/New Yark/Taron-to/Sydney/Paris/Braunschweig: Pergamon Press, 1975.202～203 J O,Doktor Arbeit.Max-Planck-Institut fur Metall-forschung,1987
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