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。     

喷射成形Cu-15Ni-8Sn合金的显微组织和性能研究

采用喷射成形技术制备了Cu-15Ni-8Sn(%,质量分数)合金坯锭,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察分析了合金坯锭的微观组织和成分分布;利用拉伸实验测量了坯锭试样的力学性能。结果表明,喷射成形工艺制备的Cu-15Ni-8Sn合金沉积坯底部和中部位置的微观组织存在较大差异,底部微观组织由多相组成,其余部位基本为单相α固溶体;合金中的大量孔洞降低了喷射成形Cu-15Ni-8Sn合金的致密度和力学性能。     

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。     

Sn对铜合金激光选区熔化微熔池组织及性能的影响

优化激光选区熔化(SLM)功率、扫速、扫描间距参数调控策略,使Cu-5%Sn、Cu-15%Sn和Cu-24.6%Sn(质量分数)合金成形致密度分别达99.2%、99.7%和99.7%。发现该SLM成形凝固相转变行为与显微组织均有非平衡凝固特征,α相Cu-5%Sn合金中主要为α-Cu(Sn)固溶体相,α相Cu-15%Sn合金中为α-Cu(Sn)与δ-Cu_(41)Sn_(11)两相,β相Cu-24.6%Sn合金中β相不完全分解而析出γ与δ相。Sn含量由5%增至15%,抗拉强度由384 MPa增至695 MPa,但断裂总延伸率由22.7%降至12%,α相中未见明显择优取向,β相Cu-24.6%Sn合金中有织构与SLM堆积方向平行,拉伸性能呈现强各向异性。     

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-15Ni-8Sn弹性合金的研究与应用

对研制出的Cu-15Ni-8Sn合金采用800～850℃固溶,≥70％冷变形,400～450℃时效处理,可获得最佳物理、机械性能,合金可部分代替铍铜。     

烧结温度与时效工艺对Cu@Fe复合粉末制备Cu-Fe合金组织与性能的影响

采用化学镀铜法制备Cu包覆Fe的50Cu@50Fe复合粉末,粉末经过模压成形和850～1 050℃氢气气氛烧结,得到50Cu-50Fe合金,然后对合金进行冷轧变形和固溶及时效热处理,研究烧结温度以及时效温度和时效时间对50Cu-50Fe合金组织、抗拉强度及电导率的影响。结果表明,用50Cu@50Fe复合粉末制备的Cu-Fe合金组织均匀,合金的相对密度和抗拉强度随烧结温度升高而提高。在1 050℃烧结1 h的50Cu-50Fe合金相对密度达到95.5%,抗拉强度为392 MPa。烧结态合金经冷轧变形和固溶处理,相对密度提升到99.4%,抗拉强度为422MPa,电导率为18.11IACS%。再经过450℃时效4h后,Cu基体中析出大量弥散分布的球形富Fe相颗粒,合金的抗拉强度达到492 MPa,电导率为39.11IACS%。当时效温度高于450℃时,富Fe相颗粒在Cu基体的晶界处聚集长大,导致50Cu-50Fe合金力学性能降低。经过550℃/4 h时效后,50Cu-50Fe合金的抗拉强度为422 MPa,电导率为45.22 IACS%。     

铜锡合金激光选区熔化非平衡凝固组织与性能

对具有重要工程应用价值的Cu?5%Sn合金进行激光选区熔化（SLM）成形,在激光功率160 W、扫描速度300 mm·s?1、扫描间距0.07 mm条件下,合金样品相对密度可达99.2%,熔池层与层堆积密实,表面质量良好。研究发现所获合金具有非平衡凝固组织特征,其中以α-Cu(Sn)固溶体相为主,且涉及具有超结构的γ相、δ相。显微形貌主要由柱状晶与富锡网状组织构成,伴随有不同尺度界面Sn元素偏析及晶界、晶内纳米尺寸超结构合金相颗粒析出。所获合金的力学性能与同成分铸态合金或较低Sn含量SLM合金相比得到显著强化,表面硬度可达HV 133.83,屈服强度326 MPa,抗拉强度387 MPa及断裂总延伸率22.7%。