Ultrafine grained strips of precipitation hardened copper alloys

Precipitation strengthened copper belongs to a group of functional and structural materials applied where combination of high electrical conductivity with high strength is required. A growing trend to use the new copper-based functional materials is observed recently world-wide. Within this group of materials particular attention is drawn to those with ultrafine grain size of a copper matrix. This study was aimed to investigate mechanical properties and microstructure in strips of age-hardenable copper alloys processed by continuous repetitive corrugation and straightening (CRCS). Tests were performed on 0.8 mm thick, CuCr0.6 and CuNi2Si1 alloys strips annealed at 650°C for 1 hour. The specially designed construction of die set (toothed rolls and plain rolls set) installed on tensile testing machine was applied for deformation process. The changes of mechanical properties (HV, ultimate tensile strength, 0,2 yield strength) as well as microstructure evolution versus number of deformation cycles were studied. The microstructure was observed with optical and electron microscopes (TEM and SEM equipped with EBSD). The CRCS process effectively reduced the grain size of CuCr0.6 and CuNi2Si1 alloys strips, demonstrating the CRCS as a promising new method for producing ultra-fine grained metallic strips.

Stopy miedzi utwardzane wydzieleniowo należą do grupy materiałów konstrukcyjnych stosowanych w sytuacji, gdzie wymagana jest wysoka elektryczna przewodność właściwa oraz wysokie właściwości wytrzymałościowe. Obecnie obserwuje się w świecie wzrastającą tendencję do stosowania nowych stopów miedzi. W tej grupie materiałów szczególne znaczenie odgrywają stopy cechujące się ultradrobnoziarnistą strukturą osnowy. W pracy badano właściwości mechaniczne oraz mikrostrukturę utwardzanych wydzieleniowo stopów miedzi odkształcanych metodą cyklicznego przeginania i prostowania. Badaniu poddano taśmy ze stopów miedzi CuCr0.6 and CuNi2Si1 o grubości 0,8 mm wyżarzanych w 650°C przez 1 godzinę. Cykliczne przeginanie i prostowanie zrealizowano na skonstruowanym do tego celu stanowisku zainstalowanym na maszynie wytrzyma-łościowej. Badaniu poddano zmiany właściwości mechanicznych taśmy (twardość HV, wytrzymałość na rozciąganie, umowna granica plastyczności), jak również zmiany mikrostruktury w zależności od ilości cykli deformacji. Badania mikrostruktur prowadzono za pomocą mikroskopii świetlnej i elektronowej (TEM i SEM wyposażony w EBSD) Proces cyklicznego przeginania i prostowania efektywnie zmniejszał wielkość ziaren taśm ze stopów CuCr0.6 CuNi2Si1, rokując dobre nadzieje jako metoda do otrzymywania struktury ultradrobnoziarnistej w płaskich wyrobach walcowanych.