Cu-9.5Ni-2.3Sn-0.25Si合金铸态组织与时效性能的研究

本文应用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X-射线衍射仪、SIGMASCOPE SMP10型导电仪、维氏硬度计等仪器,分析了添加0.25%Si对Cu-9.5Ni-2.3Sn合金的铸态微观组织,时效后的微观组织、电导率和硬度的影响。结果表明:Cu-9.5Ni-2.3Sn-0.25Si合金铸态组织呈明显的树枝晶状,且枝晶发达,组织中出现了Ni2Si、Ni3Si、Ni3Sn、Ni4Sn相,经400℃×4h时效后,由于Ni2Si、Ni3Si相的析出,通过阻碍晶粒长大和时效沉淀而强化,合金的电导率随时效时间的延长或时效温度的提高先一直增大,随后增加减缓,而合金的硬度与时效时间、时效温度曲线是单峰曲线,并随时效时间的延长或时效温度的提高先增大后减小,合金时效制度为400℃×6h为宜。     

Cu-9.5Ni-2.3Sn-0.2Si合金铸态组织与时效性能的研究

应用金相显微镜、能谱仪、X-射线衍射仪、SIGMASCOPE SMP10型导电仪、维氏硬度计等仪器,分析了添加0.2％(质量分数)Si对C72500合金的铸态微观组织、时效后的微观组织、电导率和硬度的影响.结果表明:向C72500合金中添加0.2％Si后,合金铸态组织呈明显的树枝晶状,且枝晶发达,组织中出现了Ni2Si、NiSn、Ni3Sn相,经400℃×4h时效后,由于Ni2Si、Ni3Si相的析出,通过阻碍晶粒长大和时效沉淀而强化.合金的电导率随时效时间的延长或时效温度的提高一直增大,随后增加减缓,而合金的硬度与时效时间、时效温度曲线是单峰曲线,并随时效时间的延长或时效温度的提高先增大后减小,合金时效制度以400℃×6h为宜.     

Cu-9.5Ni-2.3Sn-0.25Si合金铸态组织与时效性能的研究(续)

图4为Cu-9．5Ni-2．3Sn-0．25Si合金经400~C×4h时效后微观组织与扫描电镜照片。由图4（a）中可以看出：合金经70％的冷变形时效后,合金晶粒组织明显破碎,并有大量的第二相小颗粒析出,而且分布均匀。     

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...     

淬火方式对Cu-1.5Ni-0.34Si合金组织与性能的影响

采用显微硬度、电导率、光学显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段,研究了不同淬火方式对Cu-1.5Ni-0.34Si合金组织与性能的影响。结果表明:采用终轧温度为650℃的热轧在线淬火方式,可获得较高过饱和固溶度的Cu-1.5Ni-0.34Si合金。经该处理后的合金,时效后可以获得与800℃固溶处理后时效相当的综合性能,显微硬度(HV)可达180,电导率可达50%IACS。     

稀土元素镧对Cu-15Ni-8Sn合金组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析研究添加稀土元素镧(La)及其添加量对Cu-15Ni-8Sn合金组织及性能的影响。研究结果表明,添加微量La元素可以细化枝晶组织,改善合金的枝晶偏析,并且随着La添加量增加,改善效果越明显。La可与Ni或Sn反应形成LaNiSn相或La₅Sn₃相,并且随着La添加量增加,析出相逐渐由LaNiSn相向La₅Sn₃相转变。添加0.8%(质量分数,下同)La可以有效抑制形成不连续沉淀,分布在晶界上的La₅Sn₃相可以占据不连续沉淀的形核位点,分布在晶体内的La₅Sn₃相可以抑制不连续沉淀前沿界面的移动,共同作用抑制了Cu-15Ni-8Sn-0.8La合金时效过程中不连续沉淀的形成。此外,Cu-15Ni-8Sn-0.8La合金在450℃时效30 min获得HV硬度峰值为324。     

粉末冶金Cu-15Ni-8Sn合金时效组织的演变行为

对粉末冶金Cu-15Ni-8Sn合金进行热挤压、固溶处理后,研究400℃时效不同时间对合金力学性能及其组织的影响。结果表明:随时效时间延长,Cu-15Ni-8Sn合金的抗拉强度先升高后降低,伸长率先降低后升高,合金断裂方式表现为由沿晶断裂为主向穿晶断裂为主转变。合金抗拉强度在400℃时效1.5 h时获得最大值918MPa。综合考虑合金的强度和韧性,400℃的最佳时效时间为2 h。借助扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究合金在400℃时效不同时间(1~3 h)的组织结构变化及其对合金强度和塑性的影响,结果表明:在欠时效阶段,合金组织在富Sn区出现了有序排列的介稳态DO22相,基体的FCC结构开始向DO22有序化结构转变,合金强度大幅提升。而在峰时效阶段,DO22向L12转变,合金强度继续增加,随片层状不连续析出组织开始由晶界向晶内生长,合金强度下降。在过时效阶段,DO22进一步向L12转变,并且片层状不连续析出组织开始大肆侵蚀基体调幅组织,导致合金强度降低,塑性提高。在时效后期,调幅组织被片层状组织大幅侵蚀,出现片层状组织粗化并断裂的现象,粒状γ相(DO3)不断生成,由于这一过程需要更大的浓度起伏而进行得非常缓慢,合金组织仍以大量片层结构为主,因而合金强度和塑性变化不明显。     

热处理工艺对Cu-Ni-Si合金组织与性能的影响

采用3种不同的工艺(直接在450℃下进行时效处理;80%冷轧,然后在450℃下进行时效处理;600℃/8 h高温预时效+80%冷轧+780℃/2 min+450℃/16 h终时效)对固溶处理后的Cu-2.0Ni-0.34Si-Mg合金进行形变热处理,研究形变热处理工艺对该合金的组织与硬度及电导率的影响。结果表明:采用第3种工艺对合金进行形变热处理,由于其中的短时高温预处理可以获得溶质原子充分固溶的过饱和固溶体,因此终时效后的合金具有最佳的综合性能,显微硬度为180 HV,相对电导率为49.8%IACS,伸长率为13%。合金的平均晶粒尺寸约为20μm,主要析出强化相为δ-Ni2Si。     

Cu-9.5Ni-2.3Sn合金的加工与组织性能

Cu-9.5Ni-2.3Sn合金具有很高的加工硬化特性以及固溶时效强化效果.通过急冷处理获得的α过饱和固溶体组织,利用冷变形和时效处理过程中出现的结构调整,提高合金的抗拉强度和延伸率.通过试验室配制的合金铸锭,研究合金热轧、冷轧加工过程及其性能的变化.试验研究结果表明:合金热轧前采取650℃×10 h均匀化处理,铸锭经850℃× 30min加热后热轧,50%一次冷轧,850℃×60min固溶,50%二次冷轧,480℃×2 h时效,65%三次冷轧变形后,合金的抗拉强度可达732.1 MPa、电导率为9.8%IACS.     

垂直半连续铸造Cu-15Ni-8Sn合金组织及性能研究

采用垂直半连续铸造法制备Cu-15Ni-8Sn合金,并对合金的凝固组织、元素偏析以及热处理后的组织和性能进行了分析。采用普通熔铸法制备Cu-15Ni-8Sn合金的铸态组织主要由贫Sn的α-Cu(Ni, Sn)固溶体、富Sn的γ相以及片层状的（α+γ）组成,并且Sn元素主要偏聚在晶界上。在垂直半连续铸造的过程中同时施加机械振动和电磁场具有明显的晶粒细化效果,同时有效减轻了Sn元素的宏观反偏析和微观晶界偏析,富Sn相比较均匀地分布在晶粒内部和晶界上。Cu-15Ni-8Sn合金经过850℃固溶、 90%轧制和400℃时效1 h后可获得最佳的综合性能,此时合金的硬度为HV 401,导电率为8.4%IACS,抗拉强度为1233 MPa,屈服强度为1185 MPa,伸长率为4.5%。     

固溶时效工艺对Cu-Ni-Si合金组织和性能的影响

用扫描电镜(SEM)、硬度计、涡流电导率测量仪和万能试验机测试分别测量了在850 ～950℃固溶温度及400 ～ 500℃时效不同时间下对Cu-1.5 Ni-0.6Si合金硬度及电导率性能的影响,用金相显微镜观察不同固溶温度下合金的组织.并对合金拉伸形貌断口进行了分析.探讨了合金的强化机理.结果表明:时效前随着固溶温度的升高,材料的硬度及电导率均随之下降,但电导率下降的幅度很小.随着固溶温度的增加,其再结晶程度越来越高,到900℃时组织已是完全再结晶组织,温度继续升高,晶粒会发生长大.时效析出为Cu-1.5 Ni-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.经过900℃×1h水淬+450℃×2h空冷处理后,合金得到良好的综合性能;其抗拉强度为780.7 MPa,伸长率为15.1％,电导率为40.2％ IACS.     

形变时效对Cu-1.3Ni-0.3Si合金力学性能及导电率的影响

采用OM、SEM和EDS等分别研究了400~550℃、1~8h时效工艺对冷轧变形程度为0~70%的Cu-1.3Ni-0.3Si合金显微组织及性能的影响。结果表明,经不同冷变形量的合金在450℃时效1h后,硬度均到达峰值,当温度升高到500℃时,合金导电率达到最大值,此时基体组织中分布有大量细小弥散的第二相颗粒;合金的导电率随保温时间的延长不断增大,且变形程度越大,导电率提升越明显。预冷变形量为70%的合金在450℃×3h时效后,其硬度达到180HB,导电率可达52%IACS,相比未经变形合金时效后最高硬度提高了约21%,导电率提高了约11%。     

Cu-15Ni-10Mn合金形变热处理研究

研究了冷轧加工率与再结晶温度对Cu-15Ni-10Mn合金组织性能的影响以及形变时效工艺对合金力学性能的影响,详细说明了冷轧加工率与再结晶温度的匹配关系和合金形变时效强化机理.实验结果表明：冷轧加工率的增加,可降低Cu-15Ni-10Mn合金发生完全再结晶的温度;通过形变时效处理,合金内部析出MnNi粒子并阻碍晶界和位错运动,可显著提升合金力学性能;合金经加工率为70％的冷轧后,进行400℃保温48h的时效处理,硬度达394HV,抗拉强度大于1000MPa.     

Cu-9.7Ni-1.98Sn合金加工工艺研究

本文研究了铸态Cu-9.7Ni-1.98Sn合金的抗拉强度和导电性能,对合金的熔铸和热轧工艺进行了初步探讨.     

喷射沉积Cu-7.5Ni-2.5Sn合金组织性能的研究

采用喷射沉积技术制备Cu-7.5Ni-2.5Sn合金,分析其显微组织与性能,并与熔铸态同类合金比较.研究结果表明:喷射沉积Cu-7.5Ni-2.5Sn合金具有细小的等轴晶组织,Sn分布较均匀,熔铸Cu-7.5Ni-2.5Sn合金为发达的树枝晶组织,Sn在晶界严重偏析;二种不同工艺制备的合金性能比较,喷射沉积合金具有更加优异的性能,其硬度、抗拉强度(σb)、屈服强度(σs)和伸长率(δ)分别比熔铸态合金提高38HRA、115.7MPa、29.8MPa和3.8%.     

添加Ag对Cu-15Ni-8Sn 合金组织及性能的影响

通过对不同Ag含量的Cu-15Ni-8Sn合金铸态、固溶态和时效态的微观组织进行分析,研究了Ag添加对 Cu-15Ni-8Sn 合金组织及性能的影响。结果表明,适量Ag元素的添加能够减少铸态Cu-15Ni-8Sn合金 的枝晶间距,抑制显微偏析,改善合金的铸态组织。此外,当Ag含量为0.2 wt.%~ 0.5 wt.% 时,可有效抑制时效过程中不连续沉淀相的析出,从而改善合金的力学性能。但是,当Ag添加量大于等于0.5 wt.% 时,对不连续沉淀的抑制效果减弱。