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℃×

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。

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。

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。

冷轧变形对引线框架用Cu-Ni-Si合金硬度与导电性能的影响

对固溶态Cu-4.0Ni-0.5Si合金进行了不同变形量冷轧试验,采用维氏硬度计、涡流电导仪、SEM等研究了冷轧变形量对冷轧态、时效态Cu-Ni-Si合金的硬度、导电性及组织的影响。结果表明:经过冷轧变形后,Cu-4.0Ni-0.5Si合金的硬度得到明显提高,导电率有所下降。对不同变形量冷轧的合金进行450℃的时效处理,冷轧变形量越大,Cu-4.0Ni-0.5Si合金时效过程中合金元素析出越完全,合金的导电率越高,合金硬度达到峰值的时效时间就越短。80%冷轧+450℃×6 h时效的Cu-4.0Ni-0.5Si合金的导电率最高,为62.5%IACS。

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.

Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其机理

采用中频感应熔炼炉制备了4种不同Sn含量的Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金,研究了Sn添加对Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金高温抗软化性能的影响及其作用机理。结果表明,Sn元素的添加可提高合金的峰值硬度,且随着Sn含量的增加,其提升效果更显著;0.6%Sn元素的添加可提高Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg合金的抗软化温度,这与Sn元素的添加阻碍合金回复和再结晶行为有关;Cu-3Ni-0.75Si-0.1Mg-xSn合金在不同温度区间的退火软化机理不同,低温退火时(450~500℃),退火软化与回复相关;中温退火时(500~600℃),退火软化主要受回复和再结晶影响;当退火温度过高时(>600℃),退火软化主要受第二相粒子的粗化影响。

超高强度Cu-5.2Ni-1.2Si合金的形变热处理

研究不同形变热处理条件下Cu-5.2Ni-1.2Si合金的性能与显微组织结构,对合金的力学性能和电学性能进行测量,并采用金相显微镜、透射电镜及电子衍射分析其显微组织。结果表明:时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;在450℃时效时该合金的峰时效有3种强化机制:调幅组织强化、析出的第二相粒子强化和有序强化;析出的第二相粒子主要是Ni2Si粒子;采用铸锭—热轧—冷轧(变形量为60%)—时效工艺处理的合金可以得到硬度和导电率的最优组合。

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。

时效及冷变形对Cu-5.2Ni-1.2Si合金组织和性能的影响

利用力学性能、电学性能测量、金相、电镜观察及电子衍射分析研究了时效及冷变形对Cu-5.2Ni-1.2Si合金硬度和电导率的影响规律。结果表明:时效前的冷变形可以加速时效析出过程,在时效初期尤为明显;Cu-5.2Ni-1.2Si合金冷轧80%在450℃时效15min,其硬度可以达到3.02GPa,其相对电导率达到53.8%IACS;合金的强化机制为Orowan位错绕过机制;合金的导电率与析出相的体积分数之间存在线性关系。

Cu-2.0Ni-0.5Si合金时效析出动力学研究

研究了不同时效温度和时间对Cu-2.0Ni-0.5Si合金组织和性能的影响,合金经不同温度和时间时效处理后,第二相呈弥散分布,并可获得较高的显微硬度及导电率。通过该合金在500℃时效过程中的导电率变化,同时根据导电率与新相的转变量之间的关系计算出了时效过程中新相的转变比率,从而确定了该合金不同温度下时效时的Avrami相变动力学方程及导电率方程。该合金时效析出过程中以Orowan机制为主,实际强化的结果与采用Orowan强化机制计算的结果非常接近。

Cu-Ni-Si合金冷变形及动态再结晶行为研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金性能的影响。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,合金经900℃固溶,当变形量为40%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到201HV,导电率达到34%IACS。随变形温度升高,合金的流变应力下降,随应变速率提高,流变应力增大。在应变温度为700、800℃时,合金热压缩变形流变应力出现了明显的峰值应力,表现为连续动态再结晶特征。从流变应力、应变速率和温度的相关性,得出了该合金高温热压缩变形时的变形激活能Q。

固溶时效对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金组织性能的影响

研究了不同固溶工艺条件对Cu-1.4Ni-1.2Co-0.6Si合金显微组织的影响,对合金固溶-时效后的显微硬度和导电率进行了分析,并采用电子衍射及透射电镜分析其显微组织。结果表明:合金铸态组织以等轴晶为主,热轧变形组织中存在许多细小析出相。热轧合金在固溶处理过程中基体变形组织发生再结晶和晶粒长大,且随着固溶温度升高,析出相固溶量增加,至975℃时,析出相粒子基本回溶到基体中。合金中的析出相与Cu-Ni-Si合金具有相同的结构和形貌,与Cu基体的位向关系为:[001]Cu//[110]p,(010)Cu//(001)p;[112]Cu//[32 4]p,(110)Cu//(2 11)p。合金最佳固溶-时效处理工艺为975℃×1.5 h+500℃×4 h时效,在此工艺条件下,合金显微硬度为232 HV,相对导电率为49%IACS。

Cu-15Ni-8Sn-0.4Si合金时效过程研究

用相对电导率、硬度的测量、金相分析及透射电镜等方法,研究了Cu 15Ni 8Sn 0.4Si合金在380℃时效过程中组织结构及性能的变化。结果表明,时效过程中,细小Ni2Si颗粒的析出对不连续沉淀有一定抑制作用;随时效时间增加,抑制作用减弱;Cu 15Ni 8Sn 0.4Si合金的电导率、硬度比Cu 15Ni 8Sn合金高。

形变热处理对Cu-1.5Ni-0.34Si合金组织与性能的影响

研究固溶、变形及时效处理对感应熔炼Cu-1.5Ni-0.34Si合金组织与性能的影响。通过硬度、电导率、光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段分析合金性能与组织,得出优化的热处理工艺,为该系合金的实际生产提供参考。结果表明,合金经热轧后在700、800和900℃三个温度下分别固溶1h后,晶粒大小分别约为30、150和300μm。800℃固溶1 h后450℃时效16 h硬度达到峰值181HV,析出相颗粒平均直径约12 nm,继续时效至500 h后粒子平均直径约30 nm。800℃固溶1 h后合金经40%冷轧+450℃时效4 h,显微硬度可达186 HV,相对电导率(IACS)为52%。

时效对Cu-2.0Ni-0.5Si合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si合金组织和性能的影响。结果表明,合金经900℃固溶,在经不同冷变形后时效,第二相呈弥散分布,当变形量为80%,时效温度为500℃,时效时间为1h时,其显微硬度HV达到250,电导率达到22.625MS/m,与未经过预冷变形的合金时效相比,合金能获得较高的显微硬度与电导率。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电导率。合金经40%预冷变形,450℃×4h时效后,其抗拉强度达到620MPa。拉伸试样断口表现出明显的塑性断裂特征。

固溶态Cu-1.5Ni-0.6Si合金时效析出动力学研究

研究了时效温度和时间对Cu-1.5Ni-0.6Si合金性能的影响。通过对固溶态Cu-1.5Ni-0.6Si合金450℃时效过程中的电导率的变化,根据电导率与新相的转变量之间的关系计算时效过程中新相的变化率。根据Avrami经验公式确定该温度下时效的相变动力学方程及电导率方程。实验结果表明,时效析出为Cu-1.5Ni-0.6Si合金的主要强化手段。Cu-1.5Ni-0.6Si固溶后经不同温度时效后,时效初期硬度和电导率快速上升,随后硬度到达峰值后缓慢下降,而电导率继续上升。由该电导率方程所得的计算值能较好地与实验值相符,为该合金的生产工艺的制定提供参考依据。