Cu-Ag-Zr合金的組織與性能優化

任秀峰， 陰中煒， 鄧太慶， 陳永來， 涂 罡

(航天材料及工藝研究所，北京100076)

在現代航天工業領域，各種新型大推力火箭快速發展，這對液體火箭發動機提出了更高的要求。液體火箭發動機推力室需具有承受更高壓力和溫度的能力，這就要求推力室材料具有更好的性能，以提高發動機工作的可靠性。Cu-Ag-Zr 合金與Cu-Zr 合金相比具有更高的室溫強度及短時高溫強度［1～4］，采用該合金代替傳統的Cu-Zr 合金作為推力室內壁材料，可以提高推力室的耐高溫和耐高壓能力，進而有效地提高發動機的性能及壽命。Cu-Ag-Zr 合金屬析出強化型合金［5］，經固溶加時效熱處理后，Ag，Zr 分別以β 相和銅鋯化合物的形式析出［6］。Ag 的加入不僅可以提高Cu 的軟化溫度和高溫強度［7，8］，而且可以促進Zr 的析出;Zr 的加入可以大幅度提高Cu 的強度和耐磨性能［9］。同時，與其他多晶體金屬材料類似［10］，塑性變形及后續熱處理對該合金最終使用狀態的微觀組織及力學性能具有重要影響。現階段關于Cu-Ag-Zr 合金的研究主要集中在Cu 基體和共晶體的顯微組織對Cu 或Cu 合金的強度和導電性的影響［11～13］方面，關于時效處理和形變熱處理對合金組織和性能影響的研究少見報道。本工作研究了不同狀態下合金的組織形態，著重分析熱處理工藝和預冷塑性變形對Cu-Ag-Zr 合金組織和性能的影響，旨在優化合金的處理工藝，提高合金性能。

1 實驗材料與方法

實驗所用的Cu-Ag-Zr 合金由高純電解銅、銀、鋯(純度均≥99.99%)在真空中頻感應爐中熔煉而成，名義成分為Cu-3%Ag-0.5%Zr(質量分數)，合金具體成分如表1 所示。……