自蔓延电磁铸造CuCr合金：微观结构与性能优化

"自蔓延电磁铸造制备CuCr合金的基础研究" 本文主要探讨了自蔓延电磁铸造技术在制备CuCr合金过程中的应用及其对合金微观结构的影响。自蔓延电磁铸造是一种创新的金属材料制备方法，它结合了自蔓延高温合成（SHS）和电磁铸造的优势，用于制备高性能的铜铬合金。研究由豆志河、张廷安等人在东北大学材料与冶金学院进行。 实验中，研究人员以CuO和Cr2O3为原料，铝粉作为还原剂，通过自蔓延反应生成高温熔体。在这个过程中，镁粉作为引燃剂触发SHS反应，产生铜铬合金的高温熔融状态。同时，电磁搅拌器被启动，利用电磁场对熔体进行非接触式的搅拌，以促进成分的均匀分布和抑制枝晶的生长。 研究表明，这种电磁搅拌对于合金的微观结构有着显著的优化效果。由于合金的冷却过程被归类为"牛顿型"快速冷却，因此，电磁搅拌能够有效细化晶粒，使铜和铬在合金中的分布更为均匀，从而提升合金的综合性能。实验确定了最佳的搅拌时间为7分钟左右，太短的时间可能不足以充分细化晶粒，而过长的搅拌时间可能导致成分偏析。 文章还指出，添加镍(Ni)和钴(Co)作为合金元素可以改善铜铬主元素的分散性和均匀性，但同时可能会导致晶粒粗化。这表明在合金设计时，需要权衡各种合金元素的添加量，以达到理想的性能平衡。 在冶金行业中，电磁铸造技术因其能对熔融金属进行非接触搅拌、传输和形状控制的特性，而被广泛应用。在铜合金的制造中，电磁搅拌有助于提高材料的表面质量和晶粒细化，进而提高合金的机械性能和耐高温性能。CuCr合金因其优异的高温触头材料特性，常用于电气设备，但其Cu和Cr组元的非平衡金属相存在，使得制备过程复杂且具有挑战性。 通过自蔓延电磁铸造工艺，研究人员成功制备出高致密度、细小晶粒的CuCr合金锭，这些特性提高了合金的强度和整体性能。这一技术为未来 CuCr 合金的工业化生产和性能优化提供了新的途径，并为其他类似合金系统的制备提供了参考。 关键词：触头材料；铜铬合金；电磁铸造；扫描电镜；搅拌 中图分类号：TG132.25 文献标识码：A