隨著電子通訊、網(wǎng)絡(luò)、有線電視、交通運(yùn)輸?shù)鹊陌l(fā)展，對(duì)各種銅合金線材需求增多。連續(xù)定向凝固與低溫強(qiáng)加工技術(shù)的發(fā)展為制備這種線材提供了新的方法和途徑。異型銅管采用連續(xù)定向凝固方法可制備出具有單向連續(xù)柱狀晶(或單晶組織)、表面光亮、組織致密、性能優(yōu)異的鑄坯。對(duì)連續(xù)定向凝固金屬施加無(wú)再結(jié)晶大塑性變形加工，可獲得具有細(xì)小連續(xù)纖維晶組織、線材長(zhǎng)度方向物理與力學(xué)性能顯著提高的材料。作者對(duì)連續(xù)定向凝固純銅棒及其在冷加工后的組織和力學(xué)性能進(jìn)行了   。

凝固態(tài)銅棒為連續(xù)柱狀晶組織。連續(xù)定向凝固過(guò)程中，徑向溫度梯度很小，且型壁溫度高于金屬熔點(diǎn)，所以可以避免金屬液在型壁形核長(zhǎng)大，從而了等軸晶的形成。凝固主要是沿軸向單向散熱，可以造成柱狀晶沿軸向的生長(zhǎng)條件。根據(jù)金屬凝固理論，晶體生長(zhǎng)速度與晶向有關(guān)。銅為面心立方晶體，其晶體長(zhǎng)大速度，由于采用下引方式進(jìn)行拉鑄，取向的晶體與軸向的溫度梯度方向一致，故該方向的晶體長(zhǎng)大速度   快。異型銅棒在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，取向的晶體逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)，晶體中   終形成了具有取向的柱狀晶組織。這與其織構(gòu)測(cè)定結(jié)果是一致的。這種軸向的定向凝固組織使其在該方向具有優(yōu)異的物理和力學(xué)性能。

三種試樣在斷裂前均發(fā)生了明顯的頸縮。無(wú)論是凝固態(tài)、軋制態(tài)，還是拉拔態(tài)的試樣均發(fā)生穿晶韌性斷裂，在斷口表面，柱狀晶和纖維晶均呈山峰狀，并且鑄態(tài)銅中柱狀晶的峰頂較圓滑，而軋制態(tài)和拉拔態(tài)的纖維晶峰頂逐漸尖銳，峰(或峰間微坑)的尺寸也逐漸減小，說(shuō)明其塑性逐漸降低。在凝固態(tài)試樣斷口可以看到滑移線，表明純銅在拉伸過(guò)程中發(fā)生了滑移變形。凝固態(tài)試樣的宏觀斷口呈扁形，這是由于其晶粒取向具有   的方向性，塑性變形時(shí)晶粒向各個(gè)方向流動(dòng)的趨勢(shì)不同，導(dǎo)致了其變形的不均勻性。其斷口的形成大致經(jīng)歷了如下過(guò)程：在軸向拉應(yīng)力的作用下，柱狀晶或者纖維晶晶界的薄弱環(huán)節(jié)、應(yīng)力集中位置或者雜質(zhì)原子聚集的部位先產(chǎn)生微裂紋，微裂紋在拉應(yīng)力的作用下不斷擴(kuò)展，然后凝聚貫通而成裂紋，當(dāng)裂紋擴(kuò)展至   程度就發(fā)生了斷裂。

1、連續(xù)定向凝固純銅棒坯具有軸向連續(xù)柱狀晶組織，塑性優(yōu)異，伸長(zhǎng)率達(dá)到50.5%。

2、經(jīng)過(guò)冷加工之后，連續(xù)柱狀晶組織細(xì)化為纖維晶組織，純銅中發(fā)生連續(xù)加工硬化。當(dāng)累計(jì)真應(yīng)變?yōu)?.6時(shí)，純銅的抗拉強(qiáng)度由140MPa增加至418MPa，伸長(zhǎng)率降至15.4%。

3、連續(xù)定向凝固純電力銅棒坯及經(jīng)軋制加工和拉拔加工之后的銅線在拉伸試驗(yàn)時(shí)均發(fā)生穿晶韌性斷裂，其微觀斷口均呈山峰狀，且峰的尺寸依次逐漸減小，這種變化與其伸長(zhǎng)率的減小趨勢(shì)是一致的。