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QAl9-4合金是一种多元铝青铜,具有较好的力学性能、良好的耐磨、耐腐蚀性能,以及优良的导电、导热性能,是生产高速铁路接触网零部件常用材料之一,随着高速铁路速度的不断提高,对QAl9-4合金接触网零部件的服役性能提出了更高的要求。本课题以含9.4%~10.0%Al的QAl9-4合金为研究对象,通过室温拉伸性能测试、硬度测试、显微组织和断口扫描等方法分别研究了固溶时效处理工艺、稳定化退火处理工艺对镦粗变形后R态、Y态QAl9-4合金组织与性能的影响,确定了满足接触网零部件使用要求的较优R态、Y态QAl9-4合金热处理工艺。同时将课题研究得出的较优热处理工艺在接触网上进行实际应用验证。通过课题研究取得了以下主要结果:(1)R态、Y态QAl9-4合金,较优的固溶时效处理工艺均为910℃固溶1h,550℃时效5h处理,通过该工艺进行热处理后合金具有较好的强韧配合,此时,R态QAl9-4合金抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率分别达到657MPa、298MPa、172.5HB、26%,与镦粗变形后试样相比分别提高了10.2%、15.1%、5.0%、19.3%;Y态QAl9-4合金抗拉强度、屈服强度、硬度和伸长率分别达到662MPa、305MPa、171.8HB、25.2%,与镦粗变形后相比分别提高了6.9%、13.0%、2.0%、33.3%。(2)R态、Y态QAl9-4合金具有相同的固溶时效强化机制,都是通过合金在合适温度下固溶淬火后得到过饱和α固溶体和亚稳定态的马氏体型β’相,通过时效使过饱和α固溶体、β’相马氏体分解,析出细小的粒状k相弥散分布在基体组织中,使合金具有较优的综合性能。(3)合理的退火工艺均能有效改善R态、Y态QAl9-4合金的性能与组织,对于R态QAl9-4合金在700℃退火保温2.0h具有较优的组织结构、较好的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别达到611MPa、276MPa、29.1%和164.7HB,与热处理之前相比,分别提高了2.5%、6.6%、33.5%和0.2%;对于Y态QAl9-4合金在700℃退火保温2.5h具有较优的组织结构、较好的综合力学性能,抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度分别达到644MPa、289MPa、26.3%和170.3HB,与热处理之前相比,分别提高了4.0%、7.0%、39.2%和0.9%。(4)通过退火处理获得较优性能的QAl9-4合金其组织均匀,α相之间均匀分布有较细小的团絮状(α+γ2)共析体,具有一定数量的k相均匀弥散分布在组织上,使合金同时具有较高塑性、强度、硬度。(5)由Y态QAl9-4材料生产的承力索终端锚固线夹经700℃×2.5h退火处理后,组织均匀,α相之间均匀分布有硬脆相(α+γ2)共析体,少量粒状k相弥散分布在组织中,其抗拉强度为634MPa,屈服强度为301MPa,伸长率为28.2%,硬度为169.4HB;由R态QAl9-4材料生产的接触线终端锚固线夹经910℃×1h水冷+550℃×5h固溶时效处理后,组织保留有均匀分布的β’相马氏体,粒状k相均匀弥散分布在组织中,合金具有较高强度的同时具有较好的塑性,其抗拉强度为678MPa,屈服强度为319MPa,伸长率为24.9%,硬度为173.8HB。