第二相存在形態(tài)對Cu-Ni-Nb合金熔點和導熱性能的影響.pdf

1、Cu-Ni-Nb合金同時具備高熔點和適當導熱率性能，在熱交換材料領域具有廣闊的應用前景。Cu-Ni-Nb合金中第二相分布顯著影響合金的熔點和導熱等性能。本文依據(jù)銅合金及相關相圖，采用真空電弧熔煉工藝制備了Cu-Ni-Nb合金，系統(tǒng)地研究了鑄態(tài)和熱處理狀態(tài)下Cu-Ni-Nb合金第二相存在形態(tài)，以及其對合金熱導率與熔點的影響，揭示了第二相對Cu-Ni-Nb合金組織和性能的影響規(guī)律。獲得主要結論如下：
　　（1）鑄態(tài)Cu-Ni-Nb合金

2、第二相形態(tài)主要存在如下三種：層片狀、球狀（棒狀）、短棒狀。鑄態(tài)合金Ni元素的質量分數(shù)為20wt％、30wt%時，隨著Nb元素含量的增加，Nb元素在第二相的固-液界面前沿富集程度較大，合金α相生長速度相對較快使第二相被分隔成篩網狀，第二相形態(tài)產生由層片狀向球狀（棒狀）的轉化的趨勢。
　?。?）鑄態(tài)Cu-Ni-Nb合金基體為α相。大部分鑄態(tài)Cu-Ni-Nb合金第二相由NbNi3相組成，而Cu-30Ni-10Nb合金第二相由球狀NbNi

3、3相以及少量顆粒狀γ-Nb相組成，Cu-40Ni-5Nb合金第二相由少量顆粒狀α-Ni相和短棒狀NbNi3相組成， Cu-40Ni-10Nb合金第二相由Ni8Nb相和短棒狀α-Ni相組成。
　?。?）第二相形態(tài)為球狀（棒狀）的合金弱化基體金屬鍵能的程度要強于第二相形態(tài)為層片狀的合金。因此，當Ni元素的質量分數(shù)相同時，隨著Ni/Nb質量比的降低，第二相固溶基體Ni原子的程度越大，導致層片狀形態(tài)第二相的合金的熔點值要高于球狀（棒狀）形

4、態(tài)第二相的合金。
　?。?）鑄態(tài)合金第二相形態(tài)的不同導致第二相固溶合金基體溶質元素的程度的差異?；w固溶原子的擴散速率隨著第二相固溶合金基體溶質元素的程度的增大而加快，導致合金結晶出的基體晶粒尺寸增大，合金的熱導率相應地上升。
　　（5）合金經固溶+時效處理，Cu-30Ni-5Nb合金第二相呈現(xiàn)層片狀、雪花絮狀、不規(guī)則塊狀形態(tài)。隨著時效溫度升高至650℃，Cu-30Ni-5Nb合金的部分第二相相應地長大并呈現(xiàn)出不規(guī)則塊狀形態(tài)