Y对铸态Cu-15Ni-8Sn合金性能及Sn元素分布的影响

利用传统熔铸法制备了Cu-15Ni-8Sn和Cu-15Ni-8Sn-0.57Y合金,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和直读光谱仪等研究了Y元素对铸态Cu-15Ni-8Sn合金的组织、力学性能和Sn元素分布的影响。结果表明：添加Y能细化铸态Cu-15Ni-8Sn合金的枝晶形貌,使合金中层片状过渡组织(α+γ相)减少,并且可以抑制Sn元素的宏观偏析,铸锭中部和下部Sn元素宏观偏析程度分别改善了28%和9%;此外添加Y元素后,Cu-15Ni-8Sn合金硬度由108 HB增加到116.3 HB,导电率由9.834%IACS下降到6.634%IACS。     

添加Si对Cu-15Ni-8Sn合金组织和性能的影响

利用金相显微分析、SEM、TEM及能谱分析对添加Si的Cu-15Ni-8Sn合金的组织结构和性能进行了研究。结果表明，添加的Si与Ni原子相结合，形成新相Ni3Si和Ni2Si。在时效过程中，由于Ni2Si相的析出，试验合金的电导率和硬度相对于Cu-15Ni-8Sn合金都有所提高。     

热处理对粉末冶金Cu-15Ni-8Sn合金组织与性能的影响

以Cu-15Ni-8Sn合金粉为原料制备了粉末冶金试样,研究其在不同的固溶温度、冷压变形、时效温度和时效时间条件下的硬度,着重研究了840℃×15 min固溶+40%冷压变形条件下时效温度和时间对硬度及剪切强度的影响规律,采用金相及扫描电镜分析了相应的微观组织。结果表明,影响Cu-15Ni-8Sn合金硬度的主次因素为:冷压变形量>时效时间>时效温度>固溶温度,较优的工艺参数为840℃×15 min固溶+40%冷压变形+400℃×4 h时效,可获得37.6～38.3 HRC的高硬度和570～628 MPa的抗剪切强度。     

时效对铸造Cu-15Ni-8Sn合金组织与性能的影响

对铸造Cu-15Ni-8Sn合金进行均匀化处理和固溶处理后,研究了时效温度和时效时间对合金硬度和导电率的影响。通过对显微组织以及硬度和导电率的变化分析结果表明,时效时间和时效温度对Cu-15Ni-8Sn合金的硬度和导电率都有较大影响,并确定了Cu-15Ni-8Sn合金最佳时效时间是5 h,最佳时效温度是425 ℃。     

机械合金化程度对Cu-15Ni-8Sn合金性能的影响

通过机械合金化 (MA)制备出未合金化 (均匀混合 )、部分合金化和完全合金化 3种Cu 15Ni 8Sn(质量分数 ,% )粉末 ,经粉末冶金工艺成型。利用X射线衍射仪 (XRD)和扫描电镜 (SEM)分析了 3种粉末的晶粒尺寸、畸变能、晶格参数和颗粒大小 ,测试了合金时效前后的硬度 ,研究了机械合金化程度对该材料成型性能及其Spin odal调幅分解的影响。结果表明 ,在压制和烧结性能方面 ,未合金化粉末最好 ,完全合金化粉末稍好于部分合金化粉末 ;通过轧制能有效地提高部分和完全合金化粉末制成合金的密度 ;冷形变时效后完全合金化粉末制成的合金具有最大峰值硬度 ,且过时效时间延长。     

铸造Cu-15Ni-8Sn合金的组织和力学性能

研究了铸造Cu-15Ni-8Dn合金时效过程中组织和力学性能的变化规律。固溶处理获得的单相α固溶体经适当的时效热处理会产生Spinodal调幅结构，亚稳态γ‘相，以及不连续沉淀γ相。伴随着组织的变化合金的力学性能也相应发生变化。时效初期合金的强度和硬度随时效时间的延长或温度的升高而升高，而经过最大值后，则随时间的逢长或温度的升高而下降；时效过程中合金塑性变化规律与强度和硬度规律相反。     

形变热处理对Cu-15Ni-8Sn系合金组织结构与性能的影响

利用力学、电学性能测试,金相显微分析、扫描和透射电镜观察等手段研究均匀化退火和形变热处理工艺对Cu-15Ni-8Sn-1.0Zn-0.8Al-0.2Si合金组织结构与性能的影响。合金铸锭经830℃,2 h+850℃,2 h双级均匀化退火处理,热轧变形后合金板材经850℃,1 h固溶处理,冷轧变形60%后,分别在400和450℃时效处理。当450℃时效时间为30 min时,合金硬度为3780 MPa,电导率8.0%IACS,抗拉强度1144 MPa,屈服强度1098 MPa,延伸率3.29%;在400℃时效1 h时,合金硬度为3900 MPa,电导率7.4%IACS,抗拉强度1164 MPa,屈服强度1112 MPa,延伸率3.05%。合金的强化效应主要来源于调幅分解强化、析出强化和亚结构强化的共同作用,同时,溶质原子的析出使基体固溶度降低,合金电导率提高。合金经双级均匀化退火处理后为均匀的等轴晶组织,在400℃,1 h时效过程中发生调幅分解,同时析出具有L1_2结构的β-Ni_3Sn析出相,其与Cu基体的晶体取向关系为:(002)_(Cu)‖(00 1)_β,[110]_(Cu)‖[110]_β;(220)_(Cu)‖(110)_b,[112]_(Cu)‖[112]_β。     

Si对热挤压Cu-15Ni-8Sn合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等方法研究了Si含量对热挤压态Cu-15Ni-8Sn合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:Si可细化铸态合金的枝晶间距,含Si相经过长时间的均匀化退火后仍能稳定存在于合金内;Si元素能明显抑制热挤压态合金再结晶晶粒的长大和二次再结晶过程。Si含量为0.3%时,可得到分布均匀、晶粒细小的再结晶组织,晶粒尺寸5~8μm,合金抗拉强度795 MPa,屈服强度589 MPa,伸长率31.2%,分别比不含Si的合金提高9.3%、13.1%和20.3%。     

Cu-15Ni-8Sn弹性合金的研究及发展趋势

本文简述了铜镍锡弹性合金的发展历程及逐步取代铍青铜的趋势,介绍了Cu-15Ni-8Sn合金的制备工艺和研究现状,重点综述了影响合金组织性能的主要因素,最后讨论了其未来的发展方向及趋势。     

Cu-15Ni-8Sn合金的研究现状及展望

综述了Cu-15Ni-8Sn合金的制备工艺、强化机理机制及微合金化等方面的研究进展,并讨论了该合金以后的发展趋势和研究方向。     

V对Cu-7.5Ni-5Sn合金组织和性能影响

用高频感应熔炼炉制备3种不同V含量的Cu-7.5Ni-5Sn合金,经均匀化、固溶和时效处理后,测试试样硬度和导电率,研究添加V对合金显微组织和合金性能的影响。研究表明,添加V会细化合金组织,并抑制时效过程中晶界不连续沉淀的产生,而且随V含量的增加,对晶界沉淀抑制作用增强。Cu-7.5Ni-5Sn在380℃时效5 h获得峰值硬度274.6 HV,而Cu-7.5Ni-5Sn-0.2V和Cu-7.5Ni-5Sn-0.5V峰值硬度均在时效7 h后获得,分别为276 HV和289 HV,这是因为V与Ni生成Ni3V共格沉淀相,因此加V合金硬度高。添加V会延长合金硬化峰值的时效时间,同时增强硬化效果。     

Cu-15Ni-8Sn合金的开发与应用现状

Cu-15Ni-8Sn合金是一种典型的沉淀析出型硬化合金,它具有高硬度、高强度、高电导率等特点。本文主要讨论了Cu-15Ni-8Sn这种新型合金的组织结构、各种先进制备技术的优劣、性能影响因素以及未来的发展趋势和方向。     

气隙热阻对水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金组织和成分分布影响

通过在结晶器底部开设圆弧槽形成气隙热阻来改善水平连铸Cu-15Ni-8Sn合金的组织和成分均匀性。首先基于合金水平连续铸造过程的温度场模拟,分析了不同圆弧槽角度、长度和厚度的结晶器结构对合金结晶区温度分布的影响。然后基于优化了圆弧槽结构的结晶器和未开设圆弧槽的结晶器,进行了直径为65mm铸锭的水平连铸工艺试验。结果表明,随着开设圆弧槽的角度、长度及厚度的增加,上部与下部固液界面的相对水平距离缩小,固液界面与棒坯轴向夹角趋于90°,凝固过程中棒坯的温度场均匀性明显提高。相比于不开设圆弧槽的棒坯,当开槽角度为180°、开槽长度为144mm、开槽厚度为5mm时,上部与下部固液界面的相对水平距离仅为未开槽时的7%。由于温度场分布更合理,棒坯上部和下部的组织和成分均匀性得到显著改善。     

Cu-15Ni-8Sn合金热变形行为及热加工图

利用Gleeble-1500D热力模拟机对Cu-15Ni-8Sn合金进行热压缩试验,研究了该合金在变形温度700～900℃,应变速率为0.003～5 s^-1,总变形量为60%下的热变形行为和热加工性能。结果表明：合金的流变应力随变形程度的增加先急剧增加到最大值后持续下降,流变应力峰值随温度升高而降低,随应变速率增加而增加。基于合金流变应力曲线关系分别构建了耦合应变的修正的Arrhenius双曲正弦模型和热加工图,并得到合金热变形激活能为195976 J·mol^-1,试验范围内Cu-15Ni-8Sn合金最佳热加工参数：变形温度800～900℃,应变速率0.003～5 s^-1。在较优工艺条件下,合金组织主要由动态再结晶晶粒和变形晶粒组成。     

电磁振荡频率对上引连铸Cu-15Ni-8Sn合金组织及逆偏析的影响

通过在上引连铸Cu-15Ni-8Sn(质量分数,%)合金过程中施加电磁振荡,研究了电磁振荡频率对合金凝固组织及逆偏析的影响。结果表明:当施加的电磁振荡频率为10或30Hz时,合金的宏观凝固组织发生了柱状晶到等轴晶的转变,微观凝固组织由树枝晶转变为蔷薇状组织;当电磁振荡频率从30 Hz增加到50 Hz时,宏观凝固组织又逐渐转变为柱状晶,微观凝固组织也随之转变为发达的树枝晶。电磁振荡频率为10和30 Hz时形成的等轴晶组织有利于改善合金中Sn元素的逆偏析。电磁振荡使合金熔体中产生往复强制对流,10或30 Hz频率的电磁振荡引起的宽幅往复流动使固液界面前沿温度场和溶质场均匀,有利于形成等轴晶,并促使枝晶折断,形成游离晶,消除定向枝晶通道,从而抑制了逆偏析。而在50或100 Hz频率下,电磁振荡频率过高形成了窄幅往复流动,不能有效折断枝晶、达到细化晶粒的目的,从而减弱了抑制逆偏析的作用。     

喷射成形Cu-15Ni-8Sn合金的时效硬化研究

采用硬度测量、光学显微镜、Ｘ射线衍射及透射电镜（ＴＥＭ）等试验方法，研究了喷射成形Ｃｕ－１５Ｎｉ－８Ｓｎ合金的时效硬化。结果表明，合金的时效硬化与其相组成及转变过程有关。有３个过程影响合金硬化，即Ｓｐｉｎｏｄａｌ调幅分解、亚稳γ－（Ｃｕｘ，Ｎｉ１－ｘ）３Ｓｎ相（ＤＯ２２）有序结构）的形成不及不连续沉淀γ－（Ｃｕｘ，Ｎｉ１－ｘ）Ｓｎ相（ＤＯ３有序结构）的析出，前两者对硬化具有促进作用，而后者对硬化产     

制备工艺对Cu-15Ni-8Sn合金晶粒特征和力学性能的影响

对比了Cu-15Ni-8Sn合金铸态、均匀化退火态(850℃×8 h)、锻造态、固溶态(840℃×1 h)和时效态(400℃×6 h)的硬度、强度和伸长率变化规律,分析了不同工艺状态下合金的显微组织和断口形貌。结果表明：铸态合金的组织为发达的树枝晶;经均匀化退火后,枝晶组织消失,层片状组织完全溶于铜基体;均匀化退火态合金经锻造后,晶粒尺寸明显减小,平均晶粒尺寸从58.78μm减小到4.22μm,抗拉强度由395.39 MPa提高到659.50 MPa,细晶强化为主要强化机制;固溶态合金由于溶质原子的充分固溶,伸长率大幅提升到46.7%;进一步经时效处理后,抗拉强度提高到802.50 MPa。     

The Strengthening of Cu-15Ni-8Sn Alloy

The microstructure, property and relation between them of Cu-15Ni-8Sn alloy are studied by means of TEM and the measurement of hardness, The results show that γ‘ metastable phase strengthens alloy because of its ordering structure.The ordering structure includes two types of DO22 and L12 ordering. Their strengthening for the alloy is much stronger than that of spinodal decomposition.