上海大学学报(自然科学版) ›› 2025, Vol. 31 ›› Issue (1): 94-104.doi: 10.12066/j.issn.1007-2861.2545
郑 晨1, 刘艳洁2, 李学文1, 余童昕1, 胡 涵1, 刘 轶1
ZHENG Chen1, LIU Yanjie2, LI Xuewen1, YU Tongxin1, HU Han1, LIU Yi1
摘要: 高通量合金制备实验系统通过多工位、小样品的自动化合成, 可以降低单个样品的制备时间和成本, 提高材料的合成效率. 为了阐明新型高通量合金制备的工艺和微观结构特点,使用自主设计的高通量自动电弧熔炼系统制备了 CuCrZr 小样品合金, 优化电弧熔炼的工艺参数, 探究合金元素收得率, 并考察其微观组织形貌. 研究结果发现, 在熔炼电流为 200 A 时铜合金样品的烧损稳定、铸锭质量较好, 并根据 Cr 和 Zr 烧损情况拟合了相应元素的收得公式. 选取3 种典型成分铜合金(低Cr 高Zr、低Cr 低Zr 和高Cr 低Zr) 的铸态组织进行分析,发现合金铸锭组织中心区域为粗大柱状晶, 铜坩埚底部靠近水冷区域存在薄的细晶层. 铸态CuCrZr 合金中析出相分布在枝晶间隙, 富Cr 相为(Cu+Cr) 共晶相, 富CuZr 相为Cu51Zr14和 Cu5Zr, 与相图和文献报道一致. 性能测量表明, 合金元素的添加能够提高合金的硬度, 但降低了其电导率. 证明了高通量小样品合金制备的可行性和有效性, 为其推广到常规样品制备和工业化生产提供了参考依据.
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