Cu-Cr-Zr系高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的時(shí)效行為研究.pdf

1、隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，Cu-Cr-Zr合金因其具有高的強(qiáng)度與良好的導(dǎo)電率，得到了廣泛的關(guān)注。然而，關(guān)于Cu-Cr-Zr系合金時(shí)效行為、析出相的種類、大小分布等問題仍存在著分歧。本文研究了Cu-Cr-Zr高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的單級(jí)時(shí)效、雙級(jí)時(shí)效、深冷處理+時(shí)效等熱處理工藝，并進(jìn)一步研究了Mg、 Si微合金化對(duì)該合金各種時(shí)效熱處理工藝的影響，基于電導(dǎo)率建立了Cu-Cr-Zr系高強(qiáng)高導(dǎo)合金的時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程，分析了Mg、 Si微合金化的作用機(jī)制，以

2、及深冷預(yù)處理對(duì)等溫時(shí)效動(dòng)力學(xué)影響，研究結(jié)果表明:
　　(1) Mg、Si元素能夠提高Cu-Cr-Zr系高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的強(qiáng)度和導(dǎo)電率?；谡辉囼?yàn)發(fā)現(xiàn)Cu-Cr-Zr合金的最佳時(shí)效工藝為410℃時(shí)效8h。此時(shí)，合金的強(qiáng)度為570MPa，導(dǎo)電率為79.1％IACS;而Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金的最佳時(shí)效工藝為430℃時(shí)效14h。此時(shí)，合金的強(qiáng)度為595MPa，導(dǎo)電率為80.4％IACS。時(shí)效后，Cu-Cr-Zr合金中的析出相為C

3、r相與Cu5Zr相，Cr相大小為50-100nm，Cu5Zr相大小為100-200nm左右;Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金中的析出相也為Cr相與Cu5Zr相，但析出相更加細(xì)小，分布的也更加均勻彌散，其中Cr相大小也為50-100nm，但Cu5Zr相大小明顯減小，其大小為50hm左右。
　　(2) Cu-Cr-Zr合金最佳的雙級(jí)時(shí)效組合為270℃預(yù)時(shí)效1h+410℃時(shí)效4h。此時(shí)，Cu-Cr-Zr合金的強(qiáng)度為580MPa，導(dǎo)電率為

4、76.9％IACS;Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金最佳的雙級(jí)時(shí)效組合為290℃預(yù)時(shí)效1h+430℃時(shí)效6h。此時(shí)，Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金的強(qiáng)度為615MPa，導(dǎo)電率為79.3％IACS。低溫預(yù)時(shí)效可以獲得高彌散分布的GP區(qū)，為隨后的時(shí)效提供了更多的形核位置，與單級(jí)時(shí)效相比能夠得到更加彌散分布析出相。
　　(3) Cu-Cr-Zr合金深冷+時(shí)效處理的最佳工藝參數(shù)為10次深冷處理+390℃時(shí)效8h，此時(shí)合金的強(qiáng)度為585M

5、Pa，導(dǎo)電率為78.9％IACS; Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金深冷+時(shí)效處理的最佳工藝參數(shù)為15次深冷處理+410℃時(shí)效12h。此時(shí)，合金的強(qiáng)度為605MPa，導(dǎo)電率為79.2％。深冷處理使得合金內(nèi)部出現(xiàn)更多的位錯(cuò)等晶格缺陷，為隨后的時(shí)效提供了更多的形核位置，得到更彌散分布的析出相。
　　(4)基于差示掃描量熱分析(DSC)建立的Cu-Cr-Zr合金變溫時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程為:t=(T-298)/[T2exp(-1193/T-6.

6、3)];基于電導(dǎo)率建立了Cu-Cr-Zr合金等溫時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程，450℃時(shí)效的相變動(dòng)力學(xué)方程:x=1-exp(-1.82t0.84)，430℃時(shí)效相的變動(dòng)力學(xué)方程:x=1-exp(-1.65t0.74)，410℃時(shí)效的相變動(dòng)力學(xué)方程:x=1-exp(-1.31t0.74)，390℃時(shí)效的相變動(dòng)力學(xué)方程:x=1-exp(-1.23t0.88)。這兩種方法建立的時(shí)效動(dòng)力學(xué)方程可以相互驗(yàn)證。
　　(5)Mg、Si微合金元素的添加以及深冷