高强度高导电铜铬锆合金的设计、制备及性能研究.pdf

分类号 udc t g l 4 6 埝轰， f 学位论文 密级 学号2 0 0 7 1 1 0 3 2 4 洲w f 2 8 14 删i ，b 高强度高导电铜一铬一锆合金的设计、制备及性能研究 秦永强 指导教师姓名吴玉程教授黄新民教授 申请学位级别 王堂整主 专业名称 堑塾堂 一 论文提交日期 2 0 13 年5 月 学位授予单位和日期合肥工业大学 答辩委员会主席李广海研究员博导 评阅人 匿名匿名 2 0 1 3 年5 月 分类号t g1 4 6 u dc 学位论文 密级 单位代码1 0 3 5 9 学号2 0 0 7 1 1 0 3 2 4 高强度高导电铜一铬一锆合金的设计、制备及性能研究 秦永强 指导教师姓名吴玉程教授黄新民教授 申请学位级别工学博士专业名称材料学 论文提交日期2 0 1 3 年5 月论文答辩日期2 0 1 3 年7 月 学位授予单位和日期合肥工业大学 答辩委员会主席 评阅人 李广海研究员 匿名匿名 2 0 1 3 年5 月 合肥 工业大 学 博士学位论文 高强度高导电铜铬一锆合金的设计、制备及性能研究 作者姓名：蹇丞翌 申请学位：王堂盟 指导教师：昱玉猩麴援黄逝垦麴援 专业：挝料堂 研究方向：纳迷挝挝皇纳苤结构 合肥工业大学 2 0 1 3 年5 月 ad i s s e r t a t i o n s u b m i t t e dt oh e f e i u n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y f o r t h ed e g r e eo fd o c t o ro f p h i l o s o p h y d e s i g n ，p r e p a r a t i o na n dp r o p e r t i e so fh i g h s t r e n g t h h i g h - - e l e c t r i c a l - - c o n d u c t i v i t yc u - - c r - z ra l l o y s b y q i ny o n g q i a n g s u p e r v i s e db yp r o f w uy u c h e n g ， p r o f h u a n gx i n m i n h e f e iu n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g y h e f e i ，a n h u i ，er c h i n a m a y , 2 0 1 3 合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学 博士学位论文质量要求。 主席： 委员： 导师： 答辩委员会签名( 工作单位、职称) 研究员、博导中科院固体所 教授、博导合肥工业大学 教授、博导合肥工业大学 宕t 旨 教授、博导合肥工业大学 狐| 墨研究员、博导中科院等离子所 教授、博导肥工业大学 卅牛埃 蛮彩 匿名 匿名 李广海 程继贵 刘宁 李萍 陈俊凌 李广海 李广海 程继贵 刘宁 李萍 陈俊凌 同行评阅专家名单 同行评议专家名单 中国科学院固体物理研究所研究员、博导 合肥工业大学材料学院教授、博导 合肥工业大学材料学院教授、博导 合肥工业大学材料学院教授、博导 中国科学院等离子体物理研究所研究员、博导 答辩委员会主席 中国科学院固体物理研究所研究员、博导 答辩委员会名单 中国科学院固体物理研究所研究员、博导 合肥工业大学材料学院教授、博导 合肥工业大学材料学院教授、博导 合肥工业大学材料学院教授、博导 中国科学院等离子体物理研究所研究员、博导 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导卜进行的研究_ 丁：作及取得的研究成果。据 我所知，除了文中特别加以标注和致谓 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得 盒8 巴兰些厶堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同：l 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者繇荐姆签字吼那年7 脚日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盒筵兰些态堂有关保留、使厢学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金b 里：互 些厶堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者繇廛虹琴乞 签字日期：加j ；年_ 7 月22 曰 - 学何论文作者毕业去向： 作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期： 电话： 邮编： 摘要 近年来随着电子、电力等行业的迅猛发展，相关企业对铜合金的强度和导电性能提出了 更高的要求，但是我国研发生产的高强度高导电铜合金的性能与国外存在巨大差距，因此如 何获得高强度高导电铜合金成为当前铜合金研究与开发的首要任务。铜铬锆系合金是目前最 具有潜力满足高强度高导电需求的铜合金材料。 本文运用正交设计的方法对高强度高导电铜一铬一锆合金成分进行了优化设计，围绕铜铬一 锆合金的高强度高导电性能进行了系统研究，首先，研究了铜一铬一锆合金的制备技术，以及中 间合金的制备方法；其次，探讨了铜铬锆合金力学性能、导电性能与固溶、变形、时效二| 二艺 的关系及铜一铬锆合金的组织结构演变过程；进一步提出了低温快速变形处理合金的方法，并 分析了低温快速变形对铜一铬一锆合金性能的影响：另外，针对加：亡过程中出现的残余应力问题， 探讨了消除和控制残余应力的工艺；最后，针对所研究合金材料的具体焊接使用过程中可能 存在问题和具体温度场分布情况等进行模拟研究。有关研究内容、实验结果和结论如下： ( 1 ) 通过理论计算设计了合金的成分区间，运用正交设计的方法优化了合金的成分：研究 了中间合金的制备方法、合金熔炼工艺、浇铸工艺，并研究了合金后续处理工艺包括扩散退 火二 艺、热轧变形量、在线固溶处理工艺、时效工艺；随后介绍了合金组织和性能的表征手 段和设备；结合对熔炼获得的合金的导电性能和抗拉强度的测试结果进行了正交实验分析， 提出最佳的合金成分配比方案为c u 一1 4 c r - 0 1 2 z r 。 ( 2 ) 研究了固溶、变形和时效二 艺对合金抗拉强度和导电率等性能的影响，用正交实验法 探讨了高强度高导电铜铬一锆合金的f 鲋容、变形和时效：【艺的最佳参数。结果表明：围溶温度 对合金的导电性能的影响最大，但同溶强化作用对合金抗拉强度的影响比较小；轧制形变量 的增火对合金导电性能的影响不火：时效温度与时效时间的增加有助于合金导电性能的同复， 但时效再结晶所导致的织构度减小会大大降低合金的抗拉强度：合金的最优处理：l ：艺为9 2 0 。c 固溶处理+ 8 0 轧制变形+ 4 5 0 。c 时效处理l h 。所得的c u 一1 4 c r 一0 1 2 z r 的导电率为8 7 0 5i a c s ， 抗拉强度为5 5 9 8 6 m p a ，延伸率为9 0 2 。 ( 3 ) 使用金相显微镜、s e m 、x r d 、t e m 等手段，对合金不同状态的组织结构进行了表征， 探讨了高强度高导电铜一铬一锆合金的组织演变的过程。结果表明：在1 1 8 0 3 0 。c 熔铸温度下铜 一铬一锆合金的铸态显微组织较为弥散、均匀，为后续的热处理和加1 ：提供良好的组织准各：合 金在9 5 0 。c 固溶1 h 水冷的固溶效果较好，在4 5 0 c 时效时，已出现再结品现象，时效时间过 长或时效温度过高会使再结晶形核进一步扩展，这与第三章的分析结果一致；随着扩散退火、 固溶、时效： 艺的进行，铜一铬一锆合金析出相依此由c u z r 2 h 。析出相一c u z r 2 析出相一c u s z r 析出相演变，最终形成弥散、均匀的c u ，z r 析出相，这种变化将在合金基体中产生了更多的强 化相支点，有利于合金的强化。 ( 4 ) 首次提出低温快速变形处理铜一铬一锆合金的方法，分析了不同温度和不同变形量对低温 快速变形处理后合金性能的影响，讨论了合金的微观结构。合金性能变化的关系，并对低温 快速变形后合金的微观结构进行了讨论。结果表明：对合金进行低温快速变形可以实现孪 生强化的效果；随着变形量的增加，铜一铬锆合金晶粒位相差减小，以小角度品界为主：低温 快速变形处理后，铜一铬一锆合金织构类型由 1 1 0 转变为 1 1 0 弛和 1 1 0 型织 构，金相观察和t e m 观察均表明在合金基体中产生了火量的孪品，同时合金导电率下降较少， 强度获得了一定的提升，有利于获得导电性能与强度都比较好的合金。 ( 5 ) 结合铜带材处理工艺过程中合金板带产生残余应力的问题，利用x r d 研究不同状态 和不同退火时间下铜铬一锆合金的应力情况，研究了铜一铬一锆合金的残余应力消除及控制技术。 ( 6 ) 采用有限元模的方法对铜一铬一锆合金材料的焊接：i ：艺进行了探索，利用a n s y s 软件对 合金平板焊接过程的三维动态温度场、应力场进行了数值模拟，研究了合金温度场变化规律 和熔池形状，以及焊接过程中不同时刻的应力变化规律和残余应力的分布规律，重点分析了 焊缝中心线上的纵向应力。结果表明：焊接开始到5 s 时合金板材温差较大；焊接完毕1 0 s 后 整个板材温度趋于一致，且温差控制在1 0 。c 内；8 0 s 后温差控制在1 内，并且冷却过程中越 接近室温，冷却速度越慢。焊接过程中，靠近焊缝一侧高温区受到纵向热压力作用，而在远 离焊缝一侧受到纵向热拉应力的作用；焊接完毕，板料自然冷却，在近焊缝区段产生拉应力， 在稍远区段产生压应力。这一研究成果对铜铬一锆合金材料焊接工艺的优化具有重要指导意义。 关键词：铜铬一锆合金；高强高导；低温快速变形；残余应力；有限元模拟 a b s t r a c t u p t o d a t e ，t h ep r o d u c t i o na n dc o n s u m p t i o no fc o p p e ra n di t sa l l o y si nc h i n ai st h el a r g e s ta l l a r o u n dt h ew o r l d t h e r ei sas i g n i f i c a n td e m a n do fh i g h - p e r f o r m a n c ec o p p e ra l l o y sf o r t h e d e v e l o p m e n to fe l e c t r o n i c s ，p o w e ri n d u s t r ya n ds oo n n o w a d a y s ，t h eo v e r p r o d u c t i o no fl o w g r a d e c o p p e ra l l o yp r o d u c t sr e s u l t s i nt h ea b n o r m a lc o m p e t i t i o ni nd o m e s t i cm a r k e t s c o m p a r e dw i t h g e r m a n y , t h eu n i t e ds t a t e s ，j a p a na n do t h e rd e v e l o p e dc o u n t r i e s ，t h e r ei ss t i l lal a r g ed i s p a r i t yo n t h es c i e n t i f i cr e s e a r c ha n di n d u s t r i a lp r o d u c t i o no fh i g h p e r f o r m a n c ec o p p e ra l l o y s n o wa l lt h e a b o v es i t u a t i o n sh a v eb e e nas e r i o u st h r e a tt ot h es u r v i v a lo f t h ec o p p e ri n d u s t r y , a sw e l la sas e r i o u s i m p e d i m e n tt o t h e d e v e l o p m e n to fm a n yo t h e r r e l a t e di n d u s t r i e s t h e r e f o r e ，r e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n to fh i g h p e r f o r m a n c ec o p p e ra l l o y sh a sb e c o m et h ep r i m a r yt a s k f o rt h ed o m e s t i c c o p p e ri n d u s t r y i n o r d e rt oo v e r c o m et h i so b s t a c l e ，t h i st h e s i sf o c u s e do nt h er e s e a r c ho f h i g h - s t r e n g t ha n dh i g hc o n d u c t i v i t yc o p p e r - c h r o m i u m z i r c o n i u ma l l o y s i nt h i st h e s i s ，o r t h o g o n a ld e s i g nm e t h o dw a sa d o p t e df o rt h ec o m p o s i t i o nd e s i g no fh i g h s t r e n g t h a n d h i g h c o n d u c t i v i t yc o p p e r - c h r o m i u m z i r c o n i u ma l l o y s t h e m e c h a n i c a lp e r f o r m a n c ea n d e l e c t r i c a lc o n d u c t i v i t yo ft h eh i g h - s t r e n g t ha n dh i g h - c o n d u c t i v i t yc o p p e r - c h r o m i u m - z i r c o n i u m a l l o y sw e r ef i r s t l ys y s t e m a t i c a l l ys t u d i e d s e v e r a lp r e p a r a t i o nt e c h n i q u e sw e r ee x p l o r e d f o rt h e p r e p a r a t i o np r o c e s so fc o p p e r - c h r o m i u m z i r c o n i u ma l l o y sa n dm a s t e ra l l o y s r e l a t i o n s h i p sb e t w e e n m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，e l e c t r i c a lp r o p e r t i e sa n dp r o c e s s i n gp a r a m e t e r sw e r ei n v e s t i g a t e d t h ep h a s e t r a n s i t i o np r o c e s sw a sa l s oc h a r a c t e r i z e d f a s td e f o r m a t i o nt r e a t m e n tw i t hu l t r a l o wt e m p e r a t u r ew a s d e v e l o p e dd u r i n gt h ee x p e r i m e n t s ，w h i c hp r o v e dt oi n f l u e n c es i g n i f i c a n t l yo nt h em e c h a n i c a la n d e l e c t r i c a lp r o p e r t i e so ft h ea s p r e p a r e d c o p p e ra l l o y s f i n i t ee l e m e n ts i m u l a t i o nw a sf i n a l l y i n t r o d u c e df o rt h er e s i d u a ls t r e s sr e d u c t i o na n dc o n t r o lt e c h n o l o g yd u r i n gt h ep r o d u c t i o np r o c e s sa n d w e l d i n gp r o c e s so fc o p p e r c h r o m i u m z i r c o n i u ma l l o y s t h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ( 1 ) w j t ht h e o r e t i c a lc a l c u l a t i o n ，t h ec o m p o s i t i o nr a n g eo fc o p p e r - c h r o m i u m z i r c o n i u ma l l o y sw a s d e v e l o p e dt h r o u g ho r t h o g o n a ld e s i g nm e t h o d a n dw es e l e c t e d9k i n d so fc o m p o s i t i o nr a t i of o rt h e f o l l o w i n ge x p e r i m e n t s m a s t e ra l l o y sw e r ei n t r o d u c e di no u re x p e r i m e n ta n dt h e nm e l tt o g e t h e rw i t h t h e c o p p e rm a t r i xi n t h ev a c u u mi n d u c t i o nm e l t i n gf u r n a c e t h ef i n a ls t a t ep e r f o r m a n c eo ft h e a s d e s i g n e d9k i n d so fa l l o y sw e r ec h a r a c t e r i z e da n do r t h o g o n a l l ya n a l y z e d t h eb e s to ft h ea l l o y c o m p o s i t i o nc o m p o n e n t ss h o u l db ec u - 1 4 c r - 0 12 z r ( 2 ) s o l i ds o l u t i o nt r e a t m e n t ，d e f o r m a t i o na n da g i n gp r o c e s sw e r ec a r d e do u tf o rt h ea s p r e p a r e d c o p p e ra l l o y s a n dt h eb e s tp a r a m e t e r so fs o l i ds o l u t i o n ，d e f o r m a t i o na n da g i n gp r o c e s sw e r e o b t a i n e d t h es o l u t i o nt e m p e r a t u r eh a das e r i o u si n f l u e n c eo nt h ec o n d u c t i v i t yo fc o p p e ra l l o y s b u t t h es t r e n g t h e n i n ge f f e c to fs o l i ds o l u t i o no nt h et e n s i l es t r e n g t ho ft h ea l l o y sw a sr e l a t i v e l ys m a l l t h er o l l i n gd e f o r m a t i o np r e s e n t e das l i g h ti n f l u e n c eo nt h ec o n d u c t i v ep r o p e r t i e so ft h ec o p p e r a l l o y s t h ei n c r e a s eo fa g i n gt e m p e r a t u r ea n da g i n gt i m ew a sb e n e f i tf o rt h ea l l o yc o n d u c t i v i t y , w h i c hw o u l ds i m u l t a n e o u s l yr e d u c et h et e n s i l es t r e n g t ho f t h ea l l o y s t h eo p t i m a lt r e a t m e n tp r o c e s s w a sd o n ew i t hs o l u t i o nt r e a t m e n ta t9 2 0 c ，r o l l i n gd e f o r m a t i o np e r c e n t8 0 a n da g i n gt i m eo n e h o u ra t4 5 0 ( 2 a f t e rt h eb e s t - c h o i c et r e a t m e n t ，t h ee l e c t r i c a l c o n d u c t i v i t y8 7 0 5i a c s 。t h e t e n s i l es t r e n g t ha n de l o n g a t i o nr a t i ow e r e5 5 9 8 6m p aa n d9 0 2 ，s e p a r a t e l y ( 3 ) t h ep h a s ee v o l u t i o np r o c e s so fh i g h s t r e n g t ha nh i g h c o n d u c t i v i t yw a sc h a r a c t e r i z e d b y m e t a l l u r g i c a lm i c r o s c o p y , s e m ，x r da n dt e m t h em i c r o s t r u c t u r e sa n dp r o p e r t i e so fa l l o y sw i t h d i f f e r e n ts t a t ew e r ea l s oc h a r a c t e r i z e df o rt h e i n v e s t i g a t i o n o fp h a s et r a n s i t i o n d u r i n gt h e d e f o r m a t i o na n da n n e a l i n gp r o c e s s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h em i c r o s t r u c t u r eo fc u c r z ra l l o y s w a sd i s p e r s e dd i s t r i b u t e du n i f o r m l ys m e l ta t11 8 0 3 0 c w h i c hw a sb e n e f i c i a lt ot h ef o l l o w i n gh e a t t r e a t m e n ta n dp r o c e s s i na d d i t i o n ，b e r e rp r o p e r t i e so fa l l o y sw e r ea c h i e v e da f t e rs o l i ds o l u t i o n t r e a t m e n ta t9 5 0 ca n dt h e nq u e n c hi nw a t e rf o r1h w h e na g i n ga t4 5 0 。c ， r e c r y s t a l l i z a t i o n a p p e a r e da n dt h en u c l e if u r t h e re x p a n d e dw i t hl o n ga g i n gt i m eo rh i g h a g i n gt e m p e r a t u r e ，w h i c hw a s i na c c o r d a n c ew i t ht h er e s u l t si nc h a p t e r3 a f t e rs u c c e s s i v ed i f f u s i o na n n e a l i n gt r e a t m e n t ，s o l i d s o l u t i o nt r e a t m e n ta n da g i n gt r e a t m e n t , p h a s ee v o l u t i o no fp r e c i p i t a t e sw a so b t a i n e di nt u r nc u z r 2 h x c u z r 2 一c u s z ri n t h ea f o r e m e n t i o n e dt r e a t m e n t a n df i n a l l y , d i s p e r s i v e l ya n du n i f o r m l y d i s t r i b u t e dp r e c i p i t a t ec u s z rw a sa c h i e v e d ，t h i sp r o v i d e dm o r er e i n f o r c e dp h a s ei nt h ec o p p e rm a t r i x ， w h i c hw a si nf a v o ro fg e t t i n ga l l o yw i t hh i g hs t r e n g t h ( 4 ) l o wt e m p e r a t u r ea n df a s td e f o r m a t i o np r o c e s s i n gw a se m p l o y e dt oi n v e s t i g a t et r e a t m e n ta n d p r o p e r t i e so fc u c r - z ra l l o y s r e l a t i o n s h i pb e t w e e nm i c r o s t r u c t u r ea n dp r o p e r t i e so fa l l o y sw a s s t u d i e da n dt h em i c r o s t r u c t u r ec h a n g ea f t e rl o wt e m p e r a t u r ea n df a s td e f o r m a t i o nw a sa l s od i s c u s s e d t h er e s u l t sp r e s e n t e dt h a tt w i ns t r e n g t h e n i n gw a sa ne f f e c t i v ea p p r o a c ht oe n h a n c et h es t r e n g t ho f a l l o y s ，m e a n w h i l e ，i tw a sn o th a r m f u lt ot h ec o n d u c t i v i t yo fa l l o y s w i t ht h ei n c r e a s eo fd e f o r m a t i o n a m o u n t , p h a s ed i f f e r e n c eo fg r a i ni nt h ec u - - c r - z ra l l o yd e c r e a s e dd o m i n a t e db ys m a l l a n g l eg r a i n b o u n d a r i e s t h et e x t u r e st r a n s f o r m e df r o m 1 1 0 t o 1 1 0 a n d 1 1 0 a f t e rl o w t e m p e r a t u r ef a s td e f o r m a t i o n m e t a l l u r g i c a lm i c r o s c o p ya n dt e m o b s e r v a t i o ns u g g e s t e dt h a tt h e r e w e r eag r e a ta m o u n to ft w i n si nt h ea l l o ym a t r i x , a l t h o u g ht h ec o n d u c t i v i t yo ft h ea l l o yd e c r e a s e d s l i g h t l y , t h es t r e n g t ho ft h ea l l o yi m p r o v e dal o t t h i sw a sb e n e f i c i a lt og e ta l l o y sw i t hg o o d c o n d u c t i v i t ya n ds t r e n g t h ( 5 ) w ed e s c r i b e dt h er e d u c t i o no fr e s i d u a ls t r e s sa n dc o n t r o lt e c h n o l o g yo ft h ec o p p e rs t r i p sb a s e d o nt h ep r o b l e m se n c o u n t e r e di nt h ep r o d u c t i o np r o c e s si nt o n g l i n gn o n f e r r o u sm e t a l sj i n w e i c o p p e rc o ，l t d t h r o u g ht h es t r i c tc o n t r o lo ft h eq u a l i t yo ft h em a n u f a c t u r i n gp r o c e s s ，i n c l u d i n g e q u i p m e n tc l e a n i n g ，l i q u i dr e a g e n tc o n c e n t r a t i o na n dp r o c e s sp a r a m e t e r so ft h et r i a l ，s u r f a c eq u a l i t y c o u l db ea c h i e v e dw i t hn os c r a t c h e s ，o x i d a t i o n ，s t a i n sa n do t h e rd e f e c t s t h es u r f a c er o u g h n e s s v a l u e sw e r e0 1i l m 一0 2i x m w h i c hc o u l dm e e ts u r f a c er e q u i r e m e n t so ft h eh i i g h p r e c i s i o nf r a m es t r i p a l l o y s ( 6 ) f i n i t e e l e m e n ts i m u l m i o nw a sc o n d u c t e df o rt h e w e l d i n gp r o c e s s o f c o p p e r - c h r o m i u m z i r c o n i u ma l l o y s t h et h e r m a lp a r a m e t e r so fw e l d i n gp r o c e s sw e r et a k e ni n t o a c c o u n ta sn o n l i n e a rr e l a t i o n s h i p s t h et h r e e d i m e n s i o n a ld y n a m i ct e m p e r a t u r ef i e l da n ds t r e s sf i e l d o fw e l d i n gp r o c e s sw e r es i m u l a t e du s i n ga n s y ss o f t w a r e t h et e m p e r a t u r ef i e l da n dm e l t i n g p o o l s h a p ew e r es t u d i e dw i t hd i f f e r e n ts t r e s sv a r i a t i o na n dr e s i d u a ls t r e s sd i s t r i b u t i o nd u r i n gt h ew e l d i n g p r o c e s s t h el o n g i t u d i n a ls t r e s sa l o n gt h ec e n t e ro ft h ew e l dl i n ew a ss t r e s s e dd u r i n go u re x p e d m e n t t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e r ew a so b v i o u st e m p e r a t u r ed i f f e r e n c eo nt h ew e l d i n gp l a t ef o rt h e s t a r t i n g5s e c o n d s w h e nt h ew e l d i n gw a sc o m p l e t e d ，t h ep l a t et e m p e r a t u r eb e c a m et h es a m eo n l y a f t e r10s e c o n d s 8 0s e c o n d sl a t e r , t h et e m p e r a t u r ev a r i a t i o nw a so n l y1 t h ec l o s e rt or o o m t e m p e r a t u r e ，t h es l o w e rc o o l i n gp r o c e s sw a s d u r i n gt h ew e l d i n gp r o c e s s ，t h e r ew a sl o n g i t u d i n a l t h e r m a lp r e s s u r ef o rt h eh i g h - t e m p e r a t u r er e g i o nc l o s et ot h ew e l ds i d e ；a n dt h e r ew a st h e r m a l t e n s i l es t r e s sf o rt h eo t h e rs i d ea w a yf r o mt h ew e l dl i n e a f t e rw e l d i n gt r e a t m e n tw i t hs e l fc o o l i n g , t h e r ew a sa l w a y st e n s i l es t r e s sn e a rt h ew e l dz o n ea n dc o m p r e s s i v es t r e s sal i t t l ef a rf r o mt h ew e l d 7 = o n e k e y w o r d s ：c o p p e r - c h r o m i u m z i r c o n i u ma l l o y s ；h i g h s t r e n g t h a n d h i g h c o n d u c t i v i t y ；l o w t e m p e r a t u r ea n df a s td e f o r m a t i o np r o c e s s i n g ；r e s i d u a ls t r e s s e s ；f i n i t ee l e m e n ts i m u l a t i o n 致谢 值此论文完成之际，首先要衷心地感谢给我传道授业解惑的导师，吴玉程教授。导师渊 博的知识，敏锐的科学洞察力，严谨求实的治学态度，高度的责任心，积极进取和忘我的科 研精神，严于律己和诚恳待人的学者风范，给我留下了深刻的印象，是我披荆斩棘、迎难而 上的信心来源，也是我学习钻研过程中的榜样。导师在学习、生活上给予无微不至的关心， 在论文选题、实验设计以及论文写作过程中给予悉心的指导和严格要求。正是导师的精心指 导，和导师提供的许多宝贵的学习锻炼的机会，使我在学业上能有所进步。儿年来，我获益 匪浅，在此，谨向我的恩师吴玉程教授表