摘要
纯铜由于极其优异的导电性能被广泛的应用在电子、机械和国防等工业领域，然而铜较低的强度，限制了其在重要领域的应用，因此开发中高强度，具有高导电性的铜很有必要，因此本研究采用CSPD(Complex SPD，复合SPD)技术对纯铜强化。本文以电沉积纯铜和单晶铜两种纯铜为研究对象，电沉积纯铜采用ECAP挤压一道次后进行室温和液氮超低温条件下不同形变量的轧制；单晶铜则在液氮超低温条件下多路径不同道次的挤压，对所得样品进行四种不同温度下退火保温1小时的处理。运用OM、XRD、SEM、EBSD等手段检测纯铜在形变过程中的组织演变，对不同状态下纯铜的力学性能和导电性能进行检测，分析不同形变因素对纯铜性能的影响。 结果表明，电沉积纯铜ECAP挤压后轧制，伴随着轧制量的增加，纯铜组织中晶粒不断地沿着轧制方向被拉长，轧制形变量达到75%时，产生了较多相互交割的孪晶组织；XRD结果表明随着轧制量的增加，晶面择优取向由最初的(111)转变为(220)。在不同温度条件下进行轧制，材料的硬度和抗拉强度随着轧制形变量的增加在缓慢增加，而导电率有所下降；在相同轧制量下，液氮超低温条件下的力学性能略高于室温的，而导电率略低。室温轧制量75%后材料硬度为131.5HV，抗拉强度为320.8MPa导电率降到96.8%IACS；液氮超低温轧制75%后材料硬度为136.9HV，抗拉强度为328.8MPa，导电率降到96.1%IACS。 单晶铜在液氮超低温ECAP挤压多道次后，原始单晶组织中出现密集分布的剪切带，A路径6道次后形成具有取向很一致的纤维组织，Bc路径6道次后出现弯曲分布且相互平行较宽的剪切带，C路径6道次之后出现更加细小的密集分布均匀的剪切带。多道次挤压后，晶面择优取向以（111）为主，在4道次挤压后，位错密度A路径最大，其次是C路径，最小的是Bc路径，而且三种路径的挤压均出现了以{111}＜112＞为主的织构。随着挤压道次的提高，材料导电率小幅度下降，整体上导电率规律为Bc路径＞C路径＞A路径，其次材料力学性能有了大幅度提高，在6道次挤压之后，A路径抗拉强度和硬度比其他两种路径的大，但C路径的延伸率高。 对挤压态的单晶铜在四种不同退火温度下（150℃、200℃、250℃和300℃）保温1小时后，导电率随着退火温度的增加而提高，各路径6道次在退火温度达到300℃时其相较于原始挤压态的导电率增加幅度最大；在退火温度为150℃时，三种不同路径的1道次和2道次由于低温退火强化现象，出现了强度略高于挤压态的现象。
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