什么是电导率(浅析时效对Cu—25Cr合金电导率的影响)

铜铬合金是指以铜为基体，添加铬等合金元素而形成的一系列合金。鉴于对大功率真空开关导电触头合金材料的品种和数量远远不能满足我国真空断路器行业高速发展的现状，研制出一种新型大功率真空开关触头材料Cu-25Cr，以简化生产工艺，提高产品性能，降低生产成本，从而建立具有自主知识产权的合金论文体系，意义重大。

因此，本实验采用真空感应熔炼法制备铜铬合金触头材料，并通过添加微量稀土元素改善其性能，从而获得优良的触头材料。1.测试材料的准备

合金的熔炼是在洛阳铜加工集团ZG-0.01 10kg真空感应炉中进行的。使用纯度大于99.95%的高纯阴极铜和高纯铬，按一定的顺序和质量分数逐步加入合金元素进行熔炼，然后铸造出直径84毫米、重量约8公斤的圆柱形铸锭。在SRJK-3-12管式电阻炉(9501h)中对对合金进行固溶处理，得到11031.1mm的试样。

两种试验方法1、变形和热处理

为了研究不同变形、时效温度和时效时间对对合金电导率和硬度的影响，采用自制60mm80mm轧辊，在手工轧机上对固溶试样进行轧制和变形。变形量按下式计算：变形量=(原始厚度-轧制厚度)/原始厚度 100%，变形量分别为0%、40%和80%。表面处理后，测量电导率和硬度，并通过对测试微观结构和性能

老化在SRJK-3-12管式电阻炉中进行，氮气保护，ZK-1晶闸管调压器控制，输入电压由TDG-3自耦变压器控制。正常运行时的误差为2。为了研究不同变形量、时效温度和时效时间对对合金电导率和硬度的影响，分别选择了不同变形量(0%、40%、80%)、时效温度(400、440、480、520)和时效时间(20min、40min、1h、2h、4h、6h)。2.拉伸强度试验

拉伸试验是在日本，岛津公司的250千牛顿万能电子拉伸试验机上进行的，拉伸速度为1毫米/分钟。3、测量和分析仪器及方法

用ZY9987数字微欧姆表测量了对老化变形后样品的电阻。样品尺寸为长(100 ~ 130)毫米，宽(2 ~ 3)毫米，厚(0.2 ~ 0.3)毫米，测量误差 0.02 。根据以下公式计算电导率(%IACS，国际退火铜标准):将测量数据代入公式(2-2)计算样品的电导率。在每个温度下和老化不同时间后，取出样品并在空气中冷却，用砂纸打磨掉氧化皮，然后测量电导率。

三种变形量和时效处理对对电导率的影响图3-1显示了固溶后时效温度下对电导率的影响。可以看出，当铜-25Cr合金在400~ 520时效时，合金的电导率也随着温度的升高而增加，第二相在时效初期迅速析出，因此合金的电导率迅速增加。例如，未变形合金从35%IACS增加到50% IACS；在520下老化1小时后。随着时效时间的延长，基体中合金元素含量和过饱和度降低，析出的第二相数量逐渐减少，并趋于聚集和长大，因此电导率随时间的延长而缓慢增加。

冷变形处理会产生大量的空位和错，等缺陷，这些缺陷会促进时效过程中析出物的形核，提高溶质原子的扩散速度，加速第二相的析出。图3-2显示了固溶后时效温度和时间对对铜-25cr合金40%变形显微组织导电性的影响。40%变形合金在480和520时效1h，从35%IACS增加到58% IACS；在480时效1h后，变形量为80%的合金从37%IACS增加到58%IACS。随着时效时间的增加，合金的过饱和度降低，第二相的析出速率减缓，电导率的增加减缓。例如，未变形的合金仅增加到65% IACS；在520下老化6小时后；在480和520时效6h后，变形量为40%的合金仅增加到60%IACS。图3-3显示了固溶后时效温度和时间对对铜-25cr合金80%变形显微组织导电性的影响。在480时效6h后，变形量为80%的合金仅增加到60%IACS。时效前对CuCr25合金施加40%-80%的变形，对第二相的析出率对后续时效过程有很大影响，如如图， 曲线所示。从图中可以看出，在时效初期，由于冷变形，合金中的错、空位等缺陷增多，溶质原子扩散的通道和析出相的形核位置增多，加速了第二相的析出，使合金的电导率迅速增加。铜-25Cr合金从35%IACS增加到50% IACS；在520下老化1小时后没有变形。480和520时效1h后，变形量从35%的IACS增加到58%的IACS，480时效1h后，变形量从37%的IACS增加到58%的IACS。

结论9501h固溶后的铜-25Cr合金在480时效后可获得较高的电导率，分别达到58%IACS、64%IACS和60%IACS，但达到该电导率所需的时间不同，即未变形、40%变形和80%