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Precipitation and strengthening mechanisms in Cu-0.27wt.% Sc alloy: Linking thermomechanical treatment, microstructure and properties

Dölling, Julia (2025) Precipitation and strengthening mechanisms in Cu-0.27wt.% Sc alloy: Linking thermomechanical treatment, microstructure and properties. Materials Science and Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing, 945 (149022), Seiten 1-17. Elsevier. doi: 10.1016/j.msea.2025.149022. ISSN 0921-5093.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921509325012468?via%3Dihub

Kurzfassung

Enhanced mechanical and electrical conductivity of low alloyed Cu-Sc alloys were systematically investigated with a focus on precipitation, solid solution, and dislocation strengthening. A Cu-0.27 wt% Sc alloy subjected to 50 % cold rolling and peak aged for 0.5 h at 450 °C achieved a high yield strength of 434 MPa and a conductivity of 42.5 MS/m (73.3 % IACS). The microstructural evolution during aging was characterized by SEM, TEM, and APT, revealing the rapid formation of nanoscale, plate-like Cu4Sc precipitates growing with increasing aging time. The enhanced precipitation response in cold-worked conditions was attributed to dislocation-assisted nucleation and solute flux driven by strain fields. A mechanistic strengthening model incorporating work, solid solution, and particle hardening accurately predicts the time-dependent mechanical response. The results underline the capability of Sc as an effective alloying element for high-strength, high-conductivity copper alloys. Based on the observed kinetics and mechanisms, a multi-stage thermomechanical treatment involving intermediate deformation steps is proposed to further exploit this strengthening potential.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216120/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Precipitation and strengthening mechanisms in Cu-0.27wt.% Sc alloy: Linking thermomechanical treatment, microstructure and properties
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dölling, Juliajulia.doelling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0820-4131192603649
Datum:28 August 2025
Erschienen in:Materials Science and Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:945
DOI:10.1016/j.msea.2025.149022
Seitenbereich:Seiten 1-17
Verlag:Elsevier
ISSN:0921-5093
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Atom probe tomography Microstructure evolution Strengthening mechanisms Precipitation modeling
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Hinterlegt von: Dölling, Julia
Hinterlegt am:24 Sep 2025 09:26
Letzte Änderung:24 Sep 2025 09:26

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