Mo-30Cu合金室温变形组织

D01:10.13374j.isml00103x.2009.0B.25 第31卷第3期 北京科技大学学报 Vol.31 No.3 2009年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2009 Mo30Cu合金室温变形组织 韩胜利宋月清崔舜 北京有色金属研究总院粉未治金及特种材料研究所，北京100088 摘要对M一30Cu合金室温拉伸性能进行了研究，并对其断口进行观察分析.通过对M一30Cu合金冷轧实验，研究了不 同变形量下组织的变化规律.结果表明：M。一30Cu合金的断裂以C相的韧性断裂为主，并伴随着MdCu界面的分离和Mo 晶粒的解理断裂.Ma/Cu界面的分离和Mo品粒的解理断裂是Mo一30Cu合金室温轧制过程中产生裂纹的主要原因. 关键词钼铜合金：组织性能：变形；冷轧 分类号TG146.4 Deformed microstructure of Mo-30Cu alloy at room temperature HAN Sheng-li,SONG Y ue-qing.CUI Shun Powder Metallurgy and Special Materials Research Department.General Research Institute for Nonfermous Metak,Beijing 100088.China ABSTRACT The room temperature tensile properties of Mo30Cu alloy was investigated and its fracture morphology was observed. Cold rolling test was carried out to study the change in microstructure of Mo30Cu alloy with different deformations The results show ed that the moom fracture of M30Cu alloy was composed fracture of copper binder.separation of moly bdenum/copper binder in- terfaces,and cleavage of molybdenum partides.Cleavage of molybdenum particles and separation of molybdenum-copper binder inter- faces made cracks in Mo30Cu alloy during cold mlling at room temperature. KEY WORDS moly bdenum-copper alloy:microstructure and properties deformations cold rolling MoCu合金是由体心立方的Mo和面心立方 行了研究，为Mo一30Cu合金片的制备进行初步 的C所组成的既不固溶也不形成金属间化合物的 探索. 两相混合组织，被称为假合金.该合金既有Mo的 1实验材料和方法 高强度、低膨胀系数等又综合了Cu的高导电、高导 热等特性，因此Mo一Cu合金被广泛用作电子封装 实验采用冷等静压成型，将混合后的Mo、Cu合 材料和热沉材料-).Mo一30Cu合金片是一种具备 金粉末压制成160mm×80mm×10mm的试样，然 良好导电导热和低膨胀性能的热沉材料，目前国内 后在自制钼丝炉中进行烧结，氢气气氛保护.图1 使用的M一30Cu合金片主要依靠进口.大量文献 为Mo一30Cu合金的烧结组织.将烧结后的Mo一 表明：国内外对于Mo一30Cu合金片的研究报道非 30Cū合金在二辊轧机上进行轧制.采用“排水法” 常少：由于M一30Cu合金既不属于韧性材料，也不 测量计算Mo一30Cu合金密度.组织观察采用 属于脆性材料，与普通合金的变形规律不同，因此对 HITACHIS一48O0型冷场发射扫描电子显微镜和 M一30Cu合金的变形规律进行研究具有很重要的 JEM一2000FX型透射电子显微镜.在岛津250KNIS 意义山 型电子万能拉伸试验机上对Mo一30Cu合金进行室 本文对Mo一30Cu合金的室温拉伸断口进行了 温拉伸实验，实验按照GB228一87的有关规定执 观察分析，并对该合金在冷轧变形下的微观组织进 行，拉伸速度为2 mm'min1. 收稿日期：2008-10-15 作者简介：韩胜利(1978一)，男，博士研究生，E-maik shihan@163.mm:宋月清(1960一)，男，教授，博士生导师

Mo-30Cu合金室温变形组织 韩胜利 宋月清 崔 舜 北京有色金属研究总院粉末冶金及特种材料研究所, 北京 100088 摘 要 对 Mo-30Cu 合金室温拉伸性能进行了研究, 并对其断口进行观察分析.通过对 Mo-30Cu 合金冷轧实验, 研究了不 同变形量下组织的变化规律.结果表明:Mo-30Cu 合金的断裂以 Cu 相的韧性断裂为主, 并伴随着 Mo/ Cu 界面的分离和 Mo 晶粒的解理断裂.Mo/Cu 界面的分离和 Mo 晶粒的解理断裂是 Mo-30Cu 合金室温轧制过程中产生裂纹的主要原因. 关键词 钼铜合金;组织性能;变形;冷轧 分类号 TG146.4 Deformed microstructure of Mo-30Cu alloy at room temperature HAN Sheng-li , SONG Y ue-qing, CUI Shun Powder Metallurgy and Speci al Materi als Research Department, General Research Institut e for Nonferrous Metals, Beijing 100088, C hina ABSTRACT The room temperature tensile properties o f Mo-30Cu alloy w as investigated and its fracture morphology w as observed. Cold rolling test was carried out to study the change in microstructure of Mo-30Cu alloy with different defo rmatio ns.The results show ed that the room fracture of Mo-30Cu alloy was composed fracture of copper binder, separation of moly bdenum/ copper binder in￾terfaces, and cleavage of molybdenum particles.Cleavage of molybdenum particles and separation of molybdenum-copper binder inter￾faces made cracks in Mo-30Cu alloy during cold ro lling at room temperature. KEY WORDS moly bdenum-copper alloy ;microstructure and properties;defo rmation;cold rolling 收稿日期:2008-10-15 作者简介:韩胜利( 1978—) , 男, 博士研究生, E-mail:shlihan@163.com ;宋月清( 1960—) , 男, 教授, 博士生导师 M o-Cu 合金是由体心立方的 M o 和面心立方 的 Cu 所组成的既不固溶也不形成金属间化合物的 两相混合组织, 被称为假合金 .该合金既有 Mo 的 高强度、低膨胀系数等又综合了 Cu 的高导电、高导 热等特性, 因此 Mo-Cu 合金被广泛用作电子封装 材料和热沉材料[ 1-7] .Mo-30Cu 合金片是一种具备 良好导电导热和低膨胀性能的热沉材料, 目前国内 使用的 M o-30Cu 合金片主要依靠进口 .大量文献 表明:国内外对于 Mo-30Cu 合金片的研究报道非 常少 ;由于 M o-30Cu 合金既不属于韧性材料, 也不 属于脆性材料, 与普通合金的变形规律不同, 因此对 M o-30Cu 合金的变形规律进行研究具有很重要的 意义[ 8-11] . 本文对 M o-30Cu 合金的室温拉伸断口进行了 观察分析, 并对该合金在冷轧变形下的微观组织进 行了研究, 为 Mo -30Cu 合金片的制备进行初步 探索. 1 实验材料和方法 实验采用冷等静压成型, 将混合后的 Mo 、Cu 合 金粉末压制成 160 mm ×80 mm ×10 mm 的试样, 然 后在自制钼丝炉中进行烧结, 氢气气氛保护.图 1 为 Mo -30Cu 合金的烧结组织 .将烧结后的 Mo - 30Cu 合金在二辊轧机上进行轧制.采用“排水法” 测量计算 M o -30Cu 合金密度 .组织观察采用 HITACHIS-4800型冷场发射扫描电子显微镜和 JEM-2000FX 型透射电子显微镜 .在岛津 250KNIS 型电子万能拉伸试验机上对 Mo-30Cu 合金进行室 温拉伸实验, 实验按照 GB228 —87 的有关规定执 行, 拉伸速度为 2 mm·min -1 . 第 31 卷 第 3 期 2009 年 3 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol .31 No.3 Mar.2009 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2009.03.025

。348 北京科技大学学报 第31卷 50m 20μm 图1M一30Cu合金的烧结组织 Fig.1 Microstructures of Mo-30Cu alloy sintered 表1M一30Cu合金的室温拉伸性能 2实验结果及分析 Table 1 Room temperature tensile pmperties of Mo3Cu alloy 2.1Mo一30Cu合金室温拉伸性能 试样编号抗拉强度/MPa断后伸长率/% 断面收缩率/% Mo一30Cu合金的室温拉伸性能数据见表1所 512 200 185 示.Mo一30Cu合金的平均抗拉强度为5167MPa, 520 21.0 195 断面收缩率平均为19.0%，断后平均伸长率为 3 518 205 19.0 20.5%.可以看出Mo一30Cu合金具有较高的强度. 该合金中的强度主要由M0晶粒形成的骨架决定， 图2为Mo一30Cu合金室温拉伸断口形貌.从 塑性主要由其Cu含量决定.Mo一30Cu合金中的 图2(d和图2(b)中能清楚地看到有撕裂棱存在；从 Mo含量较高，在变形过程中Mo/Mo接触面比较脆 图2（©和图2(d山中能观察到大量的韧窝，韧窝分布 弱，在较小的应变和较低的能量下就能产生裂纹. 均匀，在韧窝内可以清楚看到Mo晶粒的存在，且大 另外，由于Mo为体心立方结构，Cu为面心立方结 部分Mo晶粒都是完整的，仅有一小部分Mo晶粒 构，在发生变形时，各自滑移系的临界切应力不同， 发生了解理断裂.这说明了Mo一30Cu合金室温拉 Cu相首先发生塑性变形，易在Mo/Cu界面处产生 伸断裂主要以Cu相的塑性变形为主，从图2(d还 裂纹，造成合金界面开裂.以上原因导致Mo一30Cu 能观察到Mo/Cu界面的分离.所以Mo一30Cu合 合金变形加工比较困难四 金室温拉伸断裂以韧性断裂为主，并伴随着Mo晶粒 1 mm 50um d 25 um 2.5Hm 图2M一30Cu合金室温拉伸断口形貌 Fig.2 Room tem perature tensile fracture surface of M o-30Cu aloy

图 1 Mo-30Cu 合金的烧结组织 Fig.1 Mi crostructu res of Mo-30Cu alloy sintered 2 实验结果及分析 2.1 Mo-30Cu 合金室温拉伸性能 M o-30Cu 合金的室温拉伸性能数据见表 1 所 示.Mo-30Cu 合金的平均抗拉强度为 516.7 MPa, 断面收缩率平均为 19.0 %, 断后平均伸长率为 20.5 %.可以看出 Mo-30Cu 合金具有较高的强度 . 该合金中的强度主要由 M o 晶粒形成的骨架决定, 塑性主要由其 Cu 含量决定.Mo -30Cu 合金中的 M o 含量较高, 在变形过程中 M o/Mo 接触面比较脆 弱, 在较小的应变和较低的能量下就能产生裂纹 . 另外, 由于 Mo 为体心立方结构, Cu 为面心立方结 构, 在发生变形时, 各自滑移系的临界切应力不同, Cu 相首先发生塑性变形, 易在 Mo/Cu 界面处产生 裂纹, 造成合金界面开裂 .以上原因导致 Mo-30Cu 合金变形加工比较困难 [ 12] . 表 1 Mo-30Cu 合金的室温拉伸性能 Tabl e 1 Room temperature t ensile properties of Mo-30Cu alloy 试样编号 抗拉强度/ MPa 断后伸长率/ % 断面收缩率/ % 1 512 20.0 18.5 2 520 21.0 19.5 3 518 20.5 19.0 图 2 为 Mo-30Cu 合金室温拉伸断口形貌 .从 图 2( a) 和图 2( b) 中能清楚地看到有撕裂棱存在 ;从 图 2( c) 和图 2( d) 中能观察到大量的韧窝, 韧窝分布 均匀, 在韧窝内可以清楚看到 Mo 晶粒的存在, 且大 部分 M o 晶粒都是完整的, 仅有一小部分 Mo 晶粒 发生了解理断裂.这说明了 Mo-30Cu 合金室温拉 伸断裂主要以 Cu 相的塑性变形为主, 从图 2( d) 还 能观察到 Mo/Cu 界面的分离.所以 M o-30Cu 合 金室温拉伸断裂以韧性断裂为主, 并伴随着M o晶粒 图2 Mo-30Cu 合金室温拉伸断口形貌 Fig.2 Room tem peratu re t ensile fractu re surface of M o-30Cu alloy · 348 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷

第3期 韩胜利等：Mo30Cu合金室温变形组织 ·349。 的解理断裂和Mo/Cu界面的分离.其原因是Cu的 90 塑性比Mo要好，在拉伸载荷的作用下Cu相最先发 生变形，由于Cu相填充在Mo晶粒形成的骨架内 85 SH 部.所以Cu相变形到一定程度时会发生Cu相和 80 Mo晶粒的分离，形成大量的韧窝.当载荷进一步增 加时，Mo晶粒开始变形，一小部分Mo晶粒发生解 理断裂. 2.2M0一30Cu合金冷轧变形研究 100 4060 80 变形量% 图3为Mo一30Cu合金变形量与硬度的关系 图.可以看出，Mo一30Cu合金的硬度随着合金变形 图3M一30Cu合金变形量与硬度的关系 量的增加而增加.在轧制力的作用下，合金中Mo Fig.3 Hardness of Mo-30Cu alloy with different deformations 相和Cu相产生变形，在Mo相和Cu相内部产生加 织.图4(a)的变形量为10%，可以看到Mo晶粒因 工硬化.随着变形量的加大，合金内部位错密度也 变形沿轧制方向有轻微的拉长，Mo晶粒呈椭球形， 不断增加，使得合金的变形抗力增大，表现为Mo一 黏接相Cu也随Mo晶粒有被拉长的趋势，此时Cu 30Cu合金硬度的提高.合金变形量小于10%时， 的变形占主要地位.图4b)为20%变形量的组织， Mo一30Cu合金的硬度增加迅速，无变形合金的硬度 Mo晶粒和黏接相Cu发生了明显的变化.此时Mo 为HRB75,变形量为10%时硬度增大为HRB 晶粒被压成了长链状，Cu相也比图4(a)中有明显的 77.5;当变形量超过20%时Mo一30Cu合金的硬度 拉长.可以看到Mo相和C山相之间的结合很紧密， 增加缓慢，由20%变形量的HRB78.0增加到变形 两相的变形协调性很好.随着变形量的增加其组织 量为80%时的HB79.8.这是由于Mo一30Cu合 结构较原始组织发生显著变化，变形量为50%时， 金开始变形时，位错增殖迅速，加工硬化明显，导致 从图4（可以看到，Mo晶粒沿变形方向被拉成细 合金硬度增加迅速.当变形量超过20%时，变形抗 长的条状，夹在中间的Cu也被压成条状.图4(d 力的增大阻碍了位错的增殖速度，加工硬化不太明 为变形量80%的组织，图中Mo、Cu两相被拉更细 显，合金硬度增加变慢 更长的条状，Mo、Cu两相均匀交替分布. 图4为不同变形量冷轧后Mo一30Cu合金的组 Mo一30Cu合金在冷轧时容易产生裂纹导致合 (a) h 10μm 10μm 10 um 10m 图4M一30Cu合金冷轧后的组织.变形量分别为：(a10%:(b)20%:(c50%:(d山80% Fig 4 Microst nuctures of Mo30Cu alloy with different deformations by cold mlling:(a)10%:(b)20%(c)50%;(d)80%

的解理断裂和 Mo/Cu 界面的分离.其原因是 Cu 的 塑性比 Mo 要好, 在拉伸载荷的作用下 Cu 相最先发 生变形, 由于 Cu 相填充在 M o 晶粒形成的骨架内 部, 所以 Cu 相变形到一定程度时会发生 Cu 相和 M o 晶粒的分离, 形成大量的韧窝.当载荷进一步增 加时, Mo 晶粒开始变形, 一小部分 M o 晶粒发生解 理断裂. 2.2 Mo-30Cu 合金冷轧变形研究 图 3 为 Mo -30Cu 合金变形量与硬度的关系 图.可以看出, Mo-30Cu 合金的硬度随着合金变形 量的增加而增加.在轧制力的作用下, 合金中 Mo 相和 Cu 相产生变形, 在 Mo 相和 Cu 相内部产生加 工硬化 .随着变形量的加大, 合金内部位错密度也 不断增加, 使得合金的变形抗力增大, 表现为 Mo- 30Cu 合金硬度的提高.合金变形量小于 10 %时, M o-30Cu 合金的硬度增加迅速, 无变形合金的硬度 为 HRB 75, 变 形量为 10 %时硬度增大 为 HRB 77.5 ;当变形量超过 20 %时 M o-30Cu 合金的硬度 增加缓慢, 由 20 %变形量的 HRB 78.0 增加到变形 量为 80 %时的 HRB 79.8 .这是由于 Mo-30Cu 合 金开始变形时, 位错增殖迅速, 加工硬化明显, 导致 合金硬度增加迅速.当变形量超过 20 %时, 变形抗 力的增大阻碍了位错的增殖速度, 加工硬化不太明 显, 合金硬度增加变慢. 图4 为不同变形量冷轧后 Mo-30Cu 合金的组 图 3 Mo-30Cu 合金变形量与硬度的关系 Fig.3 Hardness of Mo-30Cu alloy with diff erent deformati ons 织 .图 4( a) 的变形量为 10 %, 可以看到 Mo 晶粒因 变形沿轧制方向有轻微的拉长, M o 晶粒呈椭球形, 黏接相 Cu 也随 Mo 晶粒有被拉长的趋势, 此时 Cu 的变形占主要地位 .图 4( b) 为 20 %变形量的组织, Mo 晶粒和黏接相 Cu 发生了明显的变化.此时 M o 晶粒被压成了长链状, Cu 相也比图4( a) 中有明显的 拉长.可以看到 M o 相和 Cu 相之间的结合很紧密, 两相的变形协调性很好 .随着变形量的增加其组织 结构较原始组织发生显著变化, 变形量为 50 %时, 从图 4( c) 可以看到, Mo 晶粒沿变形方向被拉成细 长的条状, 夹在中间的 Cu 也被压成条状.图 4( d) 为变形量 80 %的组织, 图中 Mo 、Cu 两相被拉更细 更长的条状, Mo 、Cu 两相均匀交替分布. Mo-30Cu 合金在冷轧时容易产生裂纹导致合 图 4 Mo-30Cu 合金冷轧后的组织.变形量分别为:( a) 10%;( b) 20%;( c) 50%;( d) 80% Fig.4 Microstructures of Mo-30Cu alloy w ith different deformations by cold rolling :( a) 10%;(b) 20% ( c) 50%;( d) 80% 第 3 期 韩胜利等:Mo-30Cu合金室温变形组织 · 349 ·

。350 北京科技大学学报 第31卷 金开裂，大大降低合金轧制的成品率.实验对冷轧 分析裂纹产生的原因，从图5(a)和图6(a)中可以看 合金的裂纹进行了观察和分析，找出合金冷轧中产 到Mo/Cu合金界面的分离，从图5(b)和图6(b)中 生裂纹的原因.图5为Mo一30Cu合金冷轧过程中可以看到发生解理断裂的Mo晶粒.推断M一30Cu 产生裂纹的SEM像，其中图5()变形量为30%，合金冷轧过程中产生的裂纹和室温拉伸断裂裂纹产 图5b)变形量为20%.图6为Mo一30Cu合金冷轧 生的机理有相似之处，主要是由于Mo/Cu合金界面 变形量为30%后裂纹的TEM像.结合图5和图6 的分离和Mo颗粒的解理断裂 (b 20m 5 um 图5M一30Cu合金冷轧后裂纹的SEM像.变形量分别为：(a)30%:(b)20% Fig 5 SEM images of cracks in Mo30Cu alloy with different deformat ions by cold mlling:(a)30%;(b)20% a Mo-Cu#而的分离 (b) Mo情拉的理裂纹 400m 100nm 图6M厂30Cu合金冷轧变形量为30%后裂纹的TEM Fig.6 TEM image of cracks in Mo3Cu alloy with 30%deformation by cold mlling 图7为冷轧后M一30Cu合金退火温度与硬度 的关系图.从图中可以看出，退火前变形量为10% 84 变形量 的合金硬度为HRB77.5,变形量为50%的合金硬 80 50% 度为HRB79.2.可知退火前合金的变形量越大，合 10% 76 金的硬度也越大.随着退火温度的增加，未变形合 09% 金的硬度基本保持不变：变形合金的硬度曲线均是 海 72 呈下降趋势，低于1200℃时硬度下降比较缓慢，高 于1200℃时降迅速.变形量为10%和50%的合金 600 9001000110012001300 在1200C退火后的硬度分别为HRB75和HRB 退火温度℃ 76.在1300℃退火后硬度分别下降为HRB69和 图7冷轧态M一30Cu合金退火温度与硬度的关系 HRB70.这是由于在退火时合金发生回复消除加 Fig.7 Relation bet ween anrealing temperature and hardness of Mo 工应力，导致硬度下降 30Cu alloy by cold molling

金开裂, 大大降低合金轧制的成品率.实验对冷轧 合金的裂纹进行了观察和分析, 找出合金冷轧中产 生裂纹的原因.图 5 为 M o-30Cu 合金冷轧过程中 产生裂纹的 SEM 像, 其中图 5( a) 变形量为 30 %, 图 5( b) 变形量为 20 %.图 6 为 Mo-30Cu 合金冷轧 变形量为 30 %后裂纹的 TEM 像 .结合图 5 和图 6 分析裂纹产生的原因, 从图 5( a) 和图 6( a) 中可以看 到 Mo/Cu 合金界面的分离, 从图 5( b) 和图 6( b) 中 可以看到发生解理断裂的 Mo 晶粒 .推断M o-30Cu 合金冷轧过程中产生的裂纹和室温拉伸断裂裂纹产 生的机理有相似之处, 主要是由于 Mo/Cu 合金界面 的分离和 Mo 颗粒的解理断裂 . 图 5 Mo-30Cu 合金冷轧后裂纹的 SEM 像.变形量分别为:( a) 30%;(b) 20% Fig.5 SEM images of cracks in Mo-30C u alloy w ith different deformations by cold rolling :( a) 30%;( b) 20% 图 6 Mo-30Cu 合金冷轧变形量为 30%后裂纹的 TEM Fig.6 TEM image of cracks in Mo-30Cu alloy w ith 30% deformation by cold rolling 图 7 为冷轧后 M o-30Cu 合金退火温度与硬度 的关系图.从图中可以看出, 退火前变形量为 10 % 的合金硬度为 HRB 77.5, 变形量为 50 %的合金硬 度为 HRB 79.2 .可知退火前合金的变形量越大, 合 金的硬度也越大.随着退火温度的增加, 未变形合 金的硬度基本保持不变;变形合金的硬度曲线均是 呈下降趋势, 低于 1 200 ℃时硬度下降比较缓慢, 高 于 1 200 ℃时降迅速.变形量为 10 %和 50 %的合金 在1 200 ℃退火后的硬度分别为 HRB 75 和 HRB 76, 在 1 300 ℃退火后硬度分别下降为 HRB 69 和 HRB 70 .这是由于在退火时合金发生回复消除加 工应力, 导致硬度下降. 图 7 冷轧态 Mo-30Cu 合金退火温度与硬度的关系 Fig.7 Relation between annealing t emperature and hardness of Mo- 30Cu alloy by cold rolling · 350 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷

第3期 韩胜利等：Mo30Cu合金室温变形组织 ·351。 图8为冷轧变形量为10%的Mo一30Cu合金退 看不到被拉长的组织，Mo晶粒发生了的长大，平均 火后的组织，从图8(a)中可以看出，在1200℃退火 粒径约为5m;可以确定冷轧的Mo一30Cu合金在 后，合金中仍有明显的被拉长的Mo相和Cu相，且 1350退火后Mo晶粒发生了回复再结晶，导致 Mo晶粒的大小和烧结后的原始组织中Mo晶粒大 Mo晶粒的异常长大，会降低Mo一30Cu合金的使用 小基本相同，平均粒径约为2m,没有发生长大.从 性能. 图8(b)中可以看到，在1350℃退火后，合金中几乎 10m 10 um 图8冷轧变形量为10%的M一30Cu合金退火组织.(1200℃：(b)1350℃ Fig 8 Micmstructures of Mo-30Cu alloy with 10%defomation by cold rolling and annealed at different temperatures:(a)1200 C:(b)1350 C [4 Bhalla A K.Williams J D.A com parative assessment of explosive 3结论 and other methods of com paction in the production of tungstem (I)M一30Cu合金室温拉伸断口中有大量的 copper composite.Powder Metall,1976,19(1):31 5 LiC J.Geman R M.The properties of tungsten pmcessed by 韧窝，其断裂机制以Cu相的撕裂为主，伴随有Mo/ chemically activated sintering.Metall Trans 4.1983.14(10): Cu界面的分离、Mo/Mo晶粒间界面的分离和Mo 2031 晶粒的解理断裂. [6 Johnson J L.Geman R M.Processing of Mo-Cu for themal (2)冷轧后的Mo一30Cu合金组织形貌发生明 management applications.Int J Powder Metall,1999.35(8): 显的变化：Mo晶粒沿轧制方向被拉长，Cu相成长条 39 状与拉长的Mo相交替分布；且随着变形量的增大， 7 Lv D M.The exploitation and application of Mo-Cu composites. Powder Metall Ind,2000.10(6):30 Mo、Cu相被拉长越明显. (吕大铭.钼铜材料的开发和应用.粉末治金工业，2000.10(6： (3)冷轧时Mo一30Cu合金容易产生裂纹而开 30) 裂，裂纹产生的原因主要是Mo/Cu界面的分离和 [8 Zhou J.Wang Z F.Zheng Q B.et al.Study of the deformation Mo晶粒的解理断裂. behavior about 70MoCu composites China Molybdenum Ind. (4轧制后的Mo一30Cu合金在1300℃退火时 2006.30(6:35 (周俊，王志法，郑秋波，等.70MoCu合金变形性研究.中国钼 会发生Mo和Cu的回复和再结晶，导致合金中的 业，2006.30(6：35) Mo晶粒变得粗大，硬度下降，降低Mo一30Cu合金 I9 HeZ.Microstructu re of the active sintered Mo-Cu alloy.Mater 的使用性能 SdEg,2000.18(4):75 (何忠.粉末法制取钼铜合金的微观结构.材料科学与工程 参考文献 2000.18(4):75) [1]Han S L,Song Y Q.Cui S,et al.Research and development of 10 Johnson JL Geman R M.Phase euilibrium effects on the en- Mo-Cu alloy.Powder Metall Ind,2007,17(5):40 hanced lquid phase sintering of tungsterr oopper.Metall Trans (韩胜利.宋月清，崔舜，等.M一Cu合金的开发和研究进展.粉 A,1993.2411):2369 末治金工业，2007,17(5)：40) 11]Yang B.German R M.Pow der injection molding and infiltration [2]Li X H,Xie ZZ,Yang R.Liquid phase sintered Molybdemum- sintering of supedine grain W-Cu.Int Powder Metall,1997. rich copper alloy.J Univ Sci Tec mol Beijing,1996.18(4):330 33(4):55 (李晓红，解子章，杨让.高含Cu量M一C山合金的液相烧结. 12]Zheng Q B.Jang G S,Wang Z F.Defomation behavior and 北京科技大学学报.1996.18(4)：330) fractu re mechanism of 70MoCu composites at room-temperature. [3]Moon I H,Kim E P,Petzow G.Full densification of loosely hin J Rare Met,2007,31(2):141 packed W-Cu composite pow ders.Powder Metall.1998.41 (郑秋波，姜国圣，王志法.70MoCu合金室温变形行为与断裂 (1):51 机制.稀有金属，2007,31(2)：141)

图 8 为冷轧变形量为 10 %的 Mo-30Cu 合金退 火后的组织, 从图 8( a) 中可以看出, 在 1 200 ℃退火 后, 合金中仍有明显的被拉长的 Mo 相和 Cu 相, 且 M o 晶粒的大小和烧结后的原始组织中 Mo 晶粒大 小基本相同, 平均粒径约为 2μm, 没有发生长大.从 图 8( b) 中可以看到, 在 1 350 ℃退火后, 合金中几乎 看不到被拉长的组织, M o 晶粒发生了的长大, 平均 粒径约为 5μm ;可以确定冷轧的 Mo-30Cu 合金在 1 350 ℃退火后 Mo 晶粒发生了回复再结晶, 导致 Mo 晶粒的异常长大, 会降低 M o-30Cu 合金的使用 性能. 图8 冷轧变形量为 10%的 Mo-30Cu合金退火组织.( a) 1 200 ℃;( b) 1 350 ℃ Fig.8 Microstructures of Mo-30Cu alloy w ith 10%def ormation by cold rolling and annealed at diff erent temperatures:( a) 1200 ℃;( b) 1350 ℃ 3 结论 ( 1) M o-30Cu 合金室温拉伸断口中有大量的 韧窝, 其断裂机制以 Cu 相的撕裂为主, 伴随有 Mo/ Cu 界面的分离、M o/Mo 晶粒间界面的分离和 Mo 晶粒的解理断裂 . ( 2) 冷轧后的 Mo-30Cu 合金组织形貌发生明 显的变化 :Mo 晶粒沿轧制方向被拉长, Cu 相成长条 状与拉长的 Mo 相交替分布 ;且随着变形量的增大, M o 、Cu 相被拉长越明显 . ( 3) 冷轧时 Mo-30Cu 合金容易产生裂纹而开 裂, 裂纹产生的原因主要是 Mo/Cu 界面的分离和 M o 晶粒的解理断裂 . ( 4) 轧制后的 Mo-30Cu 合金在 1 300 ℃退火时 会发生 Mo 和 Cu 的回复和再结晶, 导致合金中的 M o 晶粒变得粗大, 硬度下降, 降低 Mo-30Cu 合金 的使用性能. 参 考 文 献 [ 1] Han S L, S ong Y Q, Cui S, et al.Research and development of Mo-C u alloy .Powder Meta ll Ind , 2007, 17( 5) :40 ( 韩胜利, 宋月清, 崔舜, 等.Mo-Cu 合金的开发和研究进展.粉 末冶金工业, 2007, 17( 5) :40) [ 2] Li X H, Xie Z Z, Yang R.Liquid phase sint ered Molybdenum￾rich copper alloy .J Uni v S ci Tech nol Beijing , 1996, 18( 4) :330 ( 李晓红, 解子章, 杨让.高含 Cu 量 Mo-Cu 合金的液相烧结. 北京科技大学学报, 1996, 18( 4) :330) [ 3] Moon I H, Kim E P, Petzow G .Full densification of loosely packed W-Cu composit e pow ders.Powder Metall, 1998, 41 ( 1) :51 [ 4] Bhalla A K, Williams J D.A com parati ve assessmen t of explosi ve and other methods of com paction in the production of tungst en￾copper composite.Powder Metall, 1976, 19( 1) :31 [ 5] Li C J, German R M .The properties of tungst en processed by chemically activat ed sintering .Metall Trans A, 1983, 14( 10 ) : 2031 [ 6] Johnson J L, German R M .Processing of Mo-Cu f or thermal management applications.Int J Powder Metall, 1999, 35 ( 8 ) : 39 [ 7] Lv D M .The exploitation and application of Mo-Cu composites. Powder Metall Ind , 2000, 10( 6) :30 ( 吕大铭.钼铜材料的开发和应用.粉末冶金工业, 2000, 10( 6) : 30) [ 8] Zhou J, Wang Z F, Zheng Q B, et al.Study of the def ormation behavior about 70MoC u composites.China Molybdenum Ind , 2006, 30( 6) :35 ( 周俊, 王志法, 郑秋波, 等.70MoCu 合金变形性研究.中国钼 业, 2006, 30( 6) :35) [ 9] He Z .Mi crostructu re of the active sintered Mo-Cu alloy .Mater S ci Eng , 2000, 18( 4) :75 ( 何忠.粉末法制取钼铜合金的微观结构.材料科学与工程, 2000, 18( 4) :75) [ 10] Johnson J L, German R M .Phase equilibrium eff ects on the en￾hanced liquid phase sint ering of tungst en-copper.Metall Trans A, 1993, 24( 11) :2369 [ 11] Yang B, German R M .Pow der injection molding and infiltration sintering of superfine grain W-Cu.Int J Powder Metall, 1997, 33( 4) :55 [ 12] Zheng Q B, Jang G S , Wang Z F.Def ormation behavior and fractu re mechanism of 70MoCu composites at room-temperatu re . Ch in J Rare Met , 2007, 31( 2) :141 ( 郑秋波, 姜国圣, 王志法.70MoCu 合金室温变形行为与断裂 机制.稀有金属, 2007, 31( 2) :141) 第 3 期 韩胜利等:Mo-30Cu合金室温变形组织 · 351 ·