Effect of groove rolling on the microstructure and properties of Cu-Nb microcomposite wires

  • PDF / 675,024 Bytes
  • 6 Pages / 592.8 x 841.98 pts Page_size
  • 97 Downloads / 269 Views

DOWNLOAD

REPORT


Effect of groove rolling on the microstructure and properties of Cu–Nb microcomposite wires Peng-fei Wang 1,2), Ming Liang 2), Xiao-yan Xu 2), Jian-qing Feng 2), Cheng-shan Li 2), Ping-xiang Zhang 1,2), and Jin-shan Li 1) 1) School of Materials, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China 2) Northwest Institute for Nonferrous Metal Research, Xi’an 710016, China (Received: 4 February 2020; revised: 24 March 2020; accepted: 13 April 2020)

Abstract: Cu–Nb microcomposite wire was successfully prepared by a groove rolling process. The effects of groove rolling on the diffraction peaks, microstructure, and properties of the Cu–Nb microcomposite were investigated and the microstructure evolutions and strengthening mechanism were discussed. The tensile strength of the Cu–Nb microcomposite wire with a diameter of 2.02 mm was greater than 1 GPa, and its conductivity reached 68% of the International Annealed Copper Standard, demonstrating the Cu–Nb microcomposite wire with high tensile strength and high conductivity after groove rolling. The results show that an appropriate groove rolling method can improve the performance of the Cu–Nb microcomposite wire. Keywords: groove rolling; microstructure; strengthening mechanism; copper–niobium microcomposites

 

1. Introduction Cu–Nb  microcomposites  have  attracted  interest  for  their excellent  mechanical  strength,  high  conductivity,  and  high temperature  resistance  [1–3].  The  Cu–Nb  microcomposite has a good combination of mechanical strength and conductivity  properties,  and  is  often  the  best  candidate  for  a  high magnetic field magnet. Therefore, it is of great significance to develop  and  research  Cu–Nb  microcomposites  to  further their performance [4]. The microstructural stability of Cu–Nb microcomposites wires  fabricated  by  a  bundling  and   drawing process has been successfully applied to the Wuhan National High Magnetic Field Center, China, and a pulsed high magnetic field of 90.6 T has been achieved. However, there is  a  need  for  further  improvements  in  the  performance  of Cu–Nb microcomposite wire to aid the rapid development of the pulsed high magnetic field. In theoretical predictions to surpass a pulse magnetic field of 100 T, the tensile strength of the conductor material needs to  be  greater  than  1  GPa;  however,  it  also  must  have  good conductivity [5]. Cu–Nb microcomposite wire is mainly fabricated  by  an  accumulative  drawing  and  bundling  (ADB) process. This preparation technology is approaching the theoretical limit of Cu–Nb microcomposite wire and the tensile    

strength  of  the  Cu–Nb  microcomposite  wire  has  stayed  at 900–1000 MPa; however, the conductivity of the Cu–Nb microcomposites decreased rather than increased as the tensile strength increased. Methods to refine the size of the Nb filaments,  increase  the  Cu/Nb  contact  area,  and  increase  the number of the Cu/Nb interfaces can improve the mechanical properties of the Cu–Nb microcomposite [6]. Therefore, new structural materia