Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金强化相的析出行为分析

采用金相组织分析、力学性能和电导率测试研究了Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金的过饱和固溶体在时效过程中强化相的析出机制.结果表明,在250℃～450℃时效初期,过饱和固溶体按调幅分解的方式进行转变,形成溶质原子的贫集区和富集区;随时效时间的延长,溶质原子富集区出现有序化,形成与基体半共格的强化相（Ni2Si）;继续时效时,强化相不断析出与长大,半共格关系被破坏,最终在表面张力的作用下逐渐球化,电导率和显微硬度上升趋势随之减弱.

时效对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.30Zn合金组织和性能的影响。结果表明,合金经900℃固溶,不同时间时效处理后,第二相呈弥散分布。合金经不同冷变形后时效,能获得较高的显微硬度与导电率,当时效温度达到500℃时,其显微硬度达到253.7Hv,导电率达到40%IACS。同时建立了该合金在500℃下,关于时效时间的一元导电率方程。时效前的预冷变形能够有力的促进合金在时效过程中第二相的析出,从而提高合金的显微硬度和导电率。

时效对喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金性能的影响

研究了喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金"固溶+60%冷轧态"、"60%冷轧态"和"初始态"的时效特性,分析了时效对显微硬度和电导率的影响。结果表明,时效前的冷轧可以促进析出并提高强化效果,而时效前的先期析出相在显微硬度峰值过后的快速长大是造成显微硬度迅速下降的主要原因;结果还表明,"固溶+60%冷轧态"合金可以获得最高的峰值显微硬度(301HV),"60%冷轧态"合金则可获得最高的电导率。

喷射成形Cu-3.2Ni-0.75Si合金的热处理

首先对比研究了传统铸造和喷射成形Cu-3.2Ni-0.75S i合金的热处理特点,然后重点分析了喷射成形合金"固溶+60%冷轧态"、"60%冷轧态"和"初始态"3种状态的时效特性,讨论了时效对显微硬度和导电率的影响。结果表明,时效前的冷轧可以促进析出并提高强化效果,而时效前的先期析出相在显微硬度峰值过后快速长大是造成显微硬度迅速下降的主要原因。结果还表明,"固溶+60%冷轧态"合金可以获得最高的峰值显微硬度(301Hv),"60%冷轧态"合金则可获得最高的导电率。

加工硬化效应对Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效组织和性能的影响

利用显微硬度法研究了Cu 3 .2Ni 0 .75Si合金不同时效组织的加工硬化效应对合金组织和性能的影响。研究表明 ,Cu 3 .2Ni 0 .75Si合金中Ni2 Si相的大小和分布对合金时效硬化效应产生显著的影响 ,4 5 0℃×8h时效组织加工硬化效应最大 ,变形量为 80 %时 ,显微硬度增幅在Hv60左右 ;5 5 0℃× 8h时效组织随变形量增加其硬度变化最平缓 ,变形量为 80 %时 ,显微硬度增幅仅为Hv1 0左右。随着变形量的增加 ,合金的导电率缓慢下降 ,80 %变形后 ,4 5 0℃× 4h、4 5 0℃× 8h和 5 0 0℃× 8h的时效组织导电率均下降 6%IACS左右 ,而5 5 0℃×

Cu-3.0Ni-0.75Si合金时效析出动力学分析

为研究Cu-3.0Ni-0.75Si合金时效过程中沉淀相的析出与长大规律,及其对合金硬度的影响,采用涡流电导仪和布氏硬度计分别测量合金的电导率和硬度,根据导电率与新相析出量之间的关系分析合金的时效析出动力学过程.结果表明,在350℃下时效,合金硬度随时效时间的延长,先升高后趋于平缓;在450℃、550℃下时效,合金硬度随时效时间的增加快速上升,到达峰值后缓慢下降;时效温度越高,合金硬度峰值越低,但硬度达到峰值所需的时间越短.温度一定,随时效时间的增加,合金电导率在时效初期快速升高,至峰值后趋于平缓.根据Cu-3.0Ni-0.75Si合金在450℃时效过程中电导率的变化,通过Avrami方程推导出相应的相变动力学方程及电导率方程分别为f=1-exp(-0.052 2t0.717 61)和σ=15.2+16.3[1-exp(-0.052 2t0.717 61)],采用相关系数检验法及F检验法对电导率方程的可信性进行检验,结果说明时效析出动力学方程和电导率方程具有一定的可靠性.对比由电导率经验方程得出的电导率理论值与测量得出的实验值,该理论值与实验值有良好的吻合度.

Cu-3．2Ni-0．75Si-0．3Zn合金的时效与再结晶研究

研究了时效温度及时效时间对Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金性能的影响。通过该合金在450℃时效过程中的导电率变化,根据导电率与新相的转变量之间的关系计算时效过程中新相转变比率。确定该温度下时效的相变动力学方程及导电率方程。同时研究了该合金在450℃时效不同时间后,经不同变形量后的再结晶组织和性能变化。结果表明:二次时效可使合金在较短的时效时间内获得更高的导电率。Cu-3.2Ni-0.75Si-0.3Zn合金经预时效+变形后的时效过程中,可发生原位再结晶和不连续再结晶2种形式的再结晶。

双辊铸轧Cu-3.2Ni-0.75Si合金组织和析出行为

采用双辊铸轧和普通熔铸制备了Cu-3.2Ni-0.75Si合金,研究了双辊铸轧工艺对合金凝固组织、析出行为和力学性能的影响。结果表明,双辊铸轧工艺可显著细化合金凝固组织,相较于铸锭毫米级的晶粒尺寸,铸带边部的晶粒尺寸为130~180μm,心部细小等轴晶的尺寸约为15μm。铸锭和铸带经同等工艺冷轧和时效后,前者析出相呈圆片状聚集分布,直径约为80 nm;后者析出相呈棒状和圆片状弥散分布,圆片状直径约为25 nm,棒状的长度约为70 nm。结合能谱分析,确认圆片状析出相为δ-Ni2Si,棒状析出相为β-Ni3Si。时效处理后,铸锭和铸带的抗拉强度、硬度(HV)和电导率分别为487 MPa、172、22.33 MS/m和569 MPa、213、26.97 MS/m。

固溶温度对双辊铸轧Cu-3.2Ni-0.75Si合金组织与性能的影响

采用双辊铸轧制备了Cu-3.2Ni-0.75Si合金,研究了固溶温度对合金显微组织、电导率、显微硬度和元素偏析行为的影响。结果表明,随着固溶温度升高,合金显微组织逐渐发生回复、再结晶和再结晶晶粒长大;合金的显微硬度随固溶温度的升高而下降,电导率随固溶温度的升高先降低后升高。经900℃×1 h固溶后,Ni、Si元素已完全固溶进铜基体,形成α-Cu固溶体,此时合金的显微硬度(HV)和电导率分别为67.2和9.338 MS/m。