CuCrZr Kupfer Chrom Zirkonium

CuCrZr Kupfer-Chrom-Zirkonium, auch bekannt als C18150, ist eine ausscheidungshärtende Kupferlegierung, die sich durch ihre außergewöhnliche elektrische Leitfähigkeit, erhöhte Festigkeit und Erweichungsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen auszeichnet und sich daher hervorragend für Anwendungen in der Elektro- und Elektronikindustrie eignet, z hochbelastbare elektrische Kontakte und Steckverbinder.

RWMA-Klasse II

Wird häufig für Widerstandsschweißelektroden im Kappenstil verwendet. Es gibt Hinweise darauf, dass es in bestimmten Situationen weniger kleben bleibt und einer Verformung länger standhält als sein Kupfer-Chrom-Gegenstück.

Typische Anwendungen für CuCrZr Kupfer Chrom Zirkonium:

VERBRAUCHER:Bleistift- und Leichtlötpistolen: Spitzen, Stabverlängerungen

ELEKTRIK:Widerstandsschweißelektroden

INDUSTRIE:Schweißelektroden, Schweißräder, Spitzen und Stabverlängerungen

Abstrakt

CuCrZr ist eine ausscheidungshärtende Legierung, die aufgrund ihrer guten elektrischen und thermischen Eigenschaften in Kombination mit hohen mechanischen Eigenschaften verwendet wird. Der Einsatz additiver Fertigungstechnologien und insbesondere des Laser-Pulverbettschmelzverfahrens (L-PBF) ermöglicht die Konstruktion hochkomplexer Teile wie kompakter und effizienter CuCrZr-Wärmetauscher. Um diese Möglichkeiten voll ausschöpfen zu können, ist noch ein zusätzliches Verständnis der spezifischen CuCrZr-Metallurgie während dieses Herstellungsprozesses erforderlich. Diese Arbeit zielte darauf ab, (i) den Einfluss des L-PBF-Prozesses und der Wärmebehandlungen nach der Herstellung auf die Mikrostruktur der L-PBF-CuCrZr-Legierung zu klären, (ii) die entsprechenden mechanischen und elektrischen Eigenschaften zu bestimmen und (iii) die zu quantifizieren Beiträge der verschiedenen nanoskaligen Verstärkungsmechanismen (Nanopräzipitation, Versetzungen, feste Lösung, Korngrößenverfeinerung) in Abhängigkeit von den verschiedenen Wärmebehandlungen. Die Mikrostrukturen der CuCrZr-Proben werden mithilfe der Rasterelektronen- und Transmissionselektronenmikroskopie in verschiedenen Maßstäben sorgfältig analysiert, wodurch die Wirkung der verschiedenen Wärmebehandlungen hervorgehoben wird. In allen wärmebehandelten Proben sind Cr-Nanopräzipitate gleichmäßig in der Cu-Matrix verteilt; Wenige Zr-Nanopräzipitate werden entweder an Korngrenzen, neben Cr-Nanopräzipitaten oder innerhalb der Cu-Matrix beobachtet. Darüber hinaus werden die mittlere Korngröße, Versetzungsdichte, der mittlere Radius und der Volumenanteil der Chrom-Nanopräzipitate gemessen. Diese Daten werden in die identifizierten Härtungsmechanismen eingebracht, um die Streckgrenzen (YS) der verschiedenen analysierten CuCrZr-Mikrostrukturen abzuschätzen. Die Ergebnisse werden mit den experimentellen Werten verglichen, einschließlich denen eines wärmebehandelten Referenz-CuCrZr, und diskutiert. Es besteht eine gute Korrelation zwischen berechneten und experimentellen Werten. Zum ersten Mal werden die Haupthärtungsmechanismen von L-PBF CuCrZr quantifiziert und das Interesse der Prozessroute „L-PBF + Direktalterungshärtung (DAH)“ zur Gewinnung einer hohen Menge an Cr-Nanoausscheidungen bestätigt. Das auf L-PBF-Materialien angewendete DAH bietet hohe mechanische Eigenschaften (184 HV1-Härte, YS=527 MPa, UTS=585 MPa) und behält gleichzeitig eine gute Dehnung (14 %) und elektrische Leitfähigkeit (42 MS.m) bei⁻¹). Diese Ergebnisse sind auf eine Kombination zwischen (i) einer hohen Cr-Nanoausscheidungsdichte, die zu einer hohen Ausscheidungshärtung führt, und (ii) einer hohen Versetzungsdichte, die mit dem Vorhandensein verbleibender Erstarrungszellen verbunden ist, zurückzuführen.

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