形变时效工艺对Cu-Sc合金组织及性能的影响

研究了形变时效工艺对不同Sc含量的Cu-xSc合金(x=0.1,0.2,0.3,0.4;质量分数)微观组织、力学性能和导电性能的影响。结果显示,随着Sc含量增加,Cu-xSc合金基体晶粒尺寸逐渐减小;Cu-Sc合金硬度随着Sc含量的增加而增加,导电率随着Sc含量的增加而下降。不同Sc含量的Cu-xSc合金均在400℃时效60 min后达到峰值时效,从而获得合理的硬度和导电率匹配。为了进一步提升合金的强度和导电率,对Cu-xSc合金进行两步形变时效处理,观察组织发现两步形变时效后基体中产生大量变形孪晶,变形孪晶与纳米析出相相互作用显著提升Cu-xSc合金的力学性能与导电性能。预时效先析出的纳米相会诱导产生大量孪晶束和高密度位错,有利于在终时效过程中促进固溶原子析出,从而提升合金的强度和导电率。两步形变时效后经计算综合评估,Cu-0.4Sc合金具有更优的强度和导电率匹配,其抗拉强度和导电率分别为656 MPa和67.8%IACS,较一步形变时效分别提升了19.7%和18.7%。