Microstructure and Liquid Phase Separation of CuCr Alloys Treated by High Current Pulsed Electron Beam

Zhou, Zhiming; Zhou, Taofa; Chai, Linjiang; Tu, Jian; Wang, Yaping; Huang, Weijiu; Hong-Mei, Xiao; Xiao, Zhang

doi:10.1590/1516-1439.323714

Cited by 6 publications

(3 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…It has been reported that in this case and in other applications or manufacturing techniques with high cooling rates that Cu-Cr undergoes out-of-equilibrium solidification [6,7]. Under such out-ofequilibrium conditions, the Cu-Cr system shows a large liquid metastable miscibility gap (MG) [14][15][16][17][18][19][20][21]. Therefore, once the solidification path enters the MG, the final microstructure will be a result of a liquid phase separation process.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 85%

Microstructural evolutions induced by an electrical breakdown in a binary Cu-25Cr alloy

Varoto

Chosson

Blandin

et al. 2022

IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

Cu-Cr based alloys with a high Cr content are widely used as electrical contact materials in vacuum interrupters due to their good combination of electrical, thermal, and mechanical properties. During a current interruption process in a vacuum, the establishment of an electrical arc results in a severe local thermal input onto the contact material surface. Few studies have closely investigated the microstructural evolution during this phenomenon as well as the Cu-Cr alloy properties evolution. This study reports the microstructural, electrical conductivity, and hardness evolution of a Cu-25Cr (25 wt%Cr) solid state sintered alloy as electrical contact before and after successive current interruptions. Electron scanning and optical microscopy show that this microstructural evolution is a result of a complex phenomenon. Local and heterogeneous thermal conditions take place resulting in significant microstructural evolution. The resulting microstructure is related to out-of-equilibrium solidification conditions. Electrical conductivity is decreased by half in the whole thermally affected zone by the electrical arc and hardness is multiplied by three to four times.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 85%

Microstructural evolutions induced by an electrical breakdown in a binary Cu-25Cr alloy

Varoto

Chosson

Blandin

et al. 2022

IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В части расплава, обогащенной хромом, также содержатся дендриты. При температуре t > t L система метастабильна и при охлаждении разделяется на расплав, обогащенный медью, и расплав, обогащенный хромом [24]. Структура образующегося сплава зависит от скорости охлаждения [25].…”

Section: результаты и их обсуждениеunclassified

Preparation of CuCr pseudo-alloys by deposition of copper from a solution onto chromium powders with simultaneous mechanical activation of the mixture

Вадченко

Suvorova

Mukhina

et al. 2020

Izv. VUZ. Poroshk. Met.

View full text Add to dashboard Cite

Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова РАН (ИСМАН), г. Черноголовка, Россия Статья поступила в редакцию 16.01.20 г., доработана 10.03.20 г., подписана в печать 13.03.20 г.Аннотация: Для получения композитных частиц СuCr использован метод осаждения меди из раствора ее сульфата на частицы порошка хрома при одновременной механической активации (МА) смеси в планетарной шаровой мельнице АГО-2 в течение 5 мин. Концентрация CuSO 4 •5H 2 O в растворе при полном восстановлении меди обеспечивала молярное соотношение Cu/Cr = 1. Осажденная мелкокристаллическая медь обладает высокой активностью и на воздухе быстро окисляется до оксида Cu 2 O, поэтому отмывку, сушку и хранение полученных композитных порошков проводили в атмосфере аргона. После сушки дополнительно выполняли МА смеси в течение 5 мин. При МА в растворе начинают формироваться композитные частицы с ламинатной структурой. Из полученных порошков прессовали таблетки диаметром 3 мм, высотой до 1,5 мм и плотностью 4,2-4,5 г/см 3 . Образцы спекали в атмосфере аргона при температуре 700-1400 °С. Для сравнения микроструктур также спекали образцы из смесей порошков металлов Cr и Cu с объемным соотношением хрома и меди 50 : 50, полученных простым смешением в фарфоровой ступке в течение 20 мин и МА длительностью 10 мин. В зависимости от температуры нагрева можно выделить три области формирования структуры сплава. При температурах нагрева ниже температуры плавления эвтектики композитные частицы спекаются в отдельных точках. При температурах нагрева выше температуры ликвидуса осуществляются плавление и фазоразделение сплава; одна часть образца состоит из меди, обогащенной хромом, другая -из хрома, обогащенного медью. При промежуточных температурах нагрева происходит жидкофазное спекание, сопровождающееся фазоразделением. Частицы хрома, обогащенные медью, приобретают сферическую форму и находятся в медной матрице, обогащенной хромом. Сравнение спеченных в одинаковых условиях образцов из смесей порошков, полученных разными способами, показало, что более равномерную и мелкозернистую структуру имеют образцы с осажденной медью.

show abstract

“…High-performance Cu-Cr alloys are widely used as electrical contact materials due to their combined properties of high mechanical strength and high electrical conductivity [1][2][3]. However, due to the poor solubility of Cr in Cu and the density difference between Cu and Cr, it is difficult to prepare this alloy under conventional smelting and casting conditions [4,5].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effects of Cr content and electromagnetic stirring on the phase separation of Cu-Cr alloy

Yang¹,

Qinglin²

2022

Mater. Res. Express

View full text Add to dashboard Cite

The Cu-Cr immiscible alloys were prepared by arc melting. The effects of Cr addition and electromagnetic stirring on the phase separation, microstructure were examined. The results show that serious phase segregation occurs at the center of the sample with increasing Cr contents, forming a sandwich like structure. The shape of the primary Cr transforms from fine dendrite to more developed dendrite. Thermodynamic analysis indicates that Cr addition increases the driving force for the liquid phase separation. The electromagnetic stirring can facilitate the relative motion between the Cr droplets and the melts, and thus intensify the segregation phenomenon. With Cr additions, the hardness in non-segregated area shows only slight increase, and in Cr segregated area shows a significant increase. While the electrical conductivity shows only slight decrease with increasing Cr content.

show abstract

Microstructure and Liquid Phase Separation of CuCr Alloys Treated by High Current Pulsed Electron Beam

Cited by 6 publications

References 17 publications

Microstructural evolutions induced by an electrical breakdown in a binary Cu-25Cr alloy

Microstructural evolutions induced by an electrical breakdown in a binary Cu-25Cr alloy

Preparation of CuCr pseudo-alloys by deposition of copper from a solution onto chromium powders with simultaneous mechanical activation of the mixture

Effects of Cr content and electromagnetic stirring on the phase separation of Cu-Cr alloy

Contact Info

Product

Resources

About