Fabrication, Properties and Microstructures of High Strength and High Conductivity Copper-Silver Wires

• Autorzy: Kawecki A. , Knych T. , Sieja-Smaga E. , Mamala A. , Kwaśniewski P. , Kiesiewicz G. , Smyrak B. , Pacewicz A.

Warianty tytułu

PL

Otrzymywanie oraz własności i mikrostruktura wysokowytrzymałych i wysoko przewodzących drutów ze stopów Cu-Ag

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Research results of manufacturing composite filamentary nanostructure Cu-Ag alloys with silver addition from 5 to 15% wt. are presented in the paper. Manufacturing technology of these composites and variable solubility of silver in copper and copper in silver in the range of solid solutions. Suitable quantity and processing sequences of high deformation plastic working and heat treatment allows to obtain wires constituted from Cu and Ag fibres with nanometric transverse dimensions and in consequence provide to optimum superposition of high mechanical strength, high electrical conductivity and sufficient ductility of Cu-Ag alloys. The paper presents the method of continuous casting of alloys, selected physico-chemical properties and degree of deformation. Influence of chosen heat treatment method over electrical and mechanical properties of both casts and micro wires on mechanical and electrical properties of cast materials during converting them into micro wires with tensile strength higher than 1200 MPa and electrical conductivity higher than 40 MS/m are presented too. Research results of optical and scanning microscopy structure analysis were presented for casts and wires submitted to various thermo-mechanical strengthening.

PL

Praca dotyczy badań nad kształtowaniem zespołu bardzo wysokich własności wytrzymałościowych i elektrycznych drutów i mikro-drutów ze stopów CuAg5 i CuAg15. Technologia wytwarzania drutów ze stopów Cu-Ag wykorzystuje zjawisko obustronnej zmiennej rozpuszczalności składników stopów w stanie stałym. Jak wykazały przeprowadzone badania, odpowiednie połączenie przeróbki plastycznej materiałów o strukturze odlewniczej z międzyoperacyjna obróbka cieplna umożliwia uzyskanie korzystnej kompozytowej mikrostruktury silnie wydłużonych włókien Cu i Ag o nanometrycznych wymiarach poprzecznych. Optymalizacja parametrów technologicznych pozwala na uzyskanie drutów i mikro-drutów Cu-Ag o wytrzymałości na rozciąganie w zakresie 100÷ 1300 MPa przy równocześnie wysokiej przewodności elektrycznej wynoszącej 70 ÷85% w skali IACS. W artykule pokazano metodę uzyskania stopów Cu-Ag oraz wyniki badan wybranych własności fizykochemicznych, schemat odkształcenia oraz badania wpływu wstępnej obróbki cieplnej materiałów w stanie odlanym na zmianę własności elektrycznych i mechanicznych zarówno odlewów jak i drutów po przeróbce plastycznej. Zamieszczono także wyniki obserwacji strukturalnych przy zastosowaniu mikroskopii optycznej i skaningowej odlewów oraz ewolucje struktury po przeróbce plastycznej oraz po różnych etapach międzyoperacyjnej obróbki cieplnej.

Słowa kluczowe

EN

silver-copper alloys; continuous casting; drawing; microwires; filamentary micro-composite; nanostructure; high conductivity; high strength

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 4
• Strony: 1261--1270
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kawecki A.

autor

Knych T.

autor

Sieja-Smaga E.

autor

Mamala A.

autor

Kwaśniewski P.

autor

Kiesiewicz G.

autor

Smyrak B.

autor

Pacewicz A.

• AGH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF NON-FERROUS METALS, 30-059 KRAKÓW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] Y.Z. Tian, Z.F. Zhang, Microstructures and ten sile deformation behavior of Cu-16wt.%Ag binary alloy, Materials Science and Engineering A 508, 209-213 (2009).
• [2] I. Nestorovic, D. Markovic, Influence of thermomechanical treatment on the hardening mechanism and structural changes of a cast Cu-6.6wt.%Ag alloy, Materials and Design 31 1644-1649 (2010).
• [3] A. Benghalem, D.G. Morris, Microstructure and strength of wire-drawn Cu-Ag filamentary composities, Acta mater. 45, I, 397-406 (1997).
• [4] Y. Sakai, K. Inoue, T. Asano, Development of high strength, high conductivity copper-silver alloy for pulsed magnet, IEEE Transaction on Magnetic 28, l (1992).
• [5] J. Liu, L. Zhang, Relationships between mechanical strength and electrical conductivity for Cu–Ag filamentary microcomposites, Appl. Phys. A 86, 529-532 (2007).
• [6] Y. Ning, X. Zhang, Y. Wu, Electrical conductivity of Cu-Ag in situ filamentary composites, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 17, 378-383 (2007).
• [7] M.S. Lim, J.S. Song, S.I. Hong, Microstructural and mechanical stability of Cu-6 wt. % Ag alloy, Journal of Materials Science 35, 4557-4561 (2000).
• [8] J.B. Liu, L. Meng, Y.W. Zeng, Microstructure evolution and properties of Cu-Ag microcomposites with different Ag content, Materials Science and Engineering A 435-436, 237-244 (2006).