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熱處理對純鉭板組織和力學性能的影響

發布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn 更新時間:2015-09-23
以鉭電容器拉伸沖壓成形為工程應用背景,通過控制熱處理工藝,研究鉭的力學性能及其拉伸變形力學行為,為制定鉭的拉深加工工藝提供理論依據。

? ?鉭和鉭合金具有高熔點、良好的導電導熱性、較高的化學穩定性、優異的高溫強度、良好的加工性、可焊性及低的塑脆轉變溫度、優異的動態力學性能及經氧化處理后表面形成致密、穩定、高介電常數的無定形氧化膜等特點而被廣泛應用于電子、化工、航空航天、軍事武器、醫療衛生等領域。金屬鉭主要應用于電子工業,鉭電容器體積小,容量大,可靠性高,壽命長,耐壓性能好,功能穩定,在通訊、計算機集成電路、汽車電子控制系統、數碼電器等方面得到了極為廣泛的應用。全鉭電容器的外殼是一個深沖成的杯突件,國內生產的鉭板在深沖引伸鉭外殼時容易產生開裂、起皺、桔皮、制耳等現象,成品率低,難以達到高性能、高可靠性的要求。目前,冷變形和熱處理工藝對鉭板力學性能的影響研究未見涉及。本文以鉭電容器拉伸沖壓成形為工程應用背景,通過控制熱處理工藝,研究鉭的力學性能及其拉伸變形力學行為,為制定鉭的拉深加工工藝提供理論依據。

實驗材料為經二次電子束熔煉的純鉭錠,對鑄錠進行鍛造軋制得到厚4mm的板材,再經過交叉軋制得到厚1mm1.6mm的板材。選用900℃進行再結晶退火,保溫時間分別為15、3045min。最后將試樣在應變速率為20mm/min條件下拉斷。
選擇再結晶退火溫度為900℃,分別保溫1530、45min后,對厚1、1.6mm的薄板試樣進行微觀組織觀察,結果表明變形組織基本消除,但再結晶組織細化效果不明顯。冷變形量較小時,應采用較高的再結晶退火溫度以達到細化晶粒的目的。分別對厚度為1、1.6mm試樣進行10%20%預變形,然后在900℃進行再結晶退火,處理后兩種試樣的硬度和抗拉強度提高,而伸長率顯著降低,這是材料的加工硬化和再結晶軟化同時作用時,加工硬化占優勢的結果。經過15、30、45min保溫隨保溫時間延長,鉭的硬度逐漸提高,而伸長率依次降低。隨保溫時間延長,板厚不同的材料的屈服強度都逐漸提高,但抗拉強度的變化不同,1mm厚板的抗拉強度逐漸降低,而1.6mm厚板的則先降低后升高。對拉伸斷口的形貌分析表明,預變形和熱處理后,材料由韌性斷裂轉變為脆性斷裂,斷裂機理為混合斷裂,由沿晶斷裂、解理斷裂和韌性斷裂組成,斷口形貌的分析與力學性能結果一致。
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