高彈高導(dǎo)Cu-Ni-Sn合金組織與性能研究.pdf

1、通信、電子等行業(yè)的快速發(fā)展極大地促進(jìn)了高彈性導(dǎo)電銅合金的發(fā)展。目前應(yīng)用最廣泛的高彈性導(dǎo)電銅合金有鈹青銅和Cu-Ni-Sn合金。但是，鈹?shù)幕衔锖头蹓m有毒，熱穩(wěn)定性很差；而Cu-Ni-Sn合金無環(huán)境污染、生產(chǎn)成本低、熱穩(wěn)定性高，同時(shí)其機(jī)械性能可與鈹青銅相媲美。因此Cu-Ni-Sn合金得到廣泛研究。
　　本課題通過對(duì)Cu-Ni-Sn合金進(jìn)行成分設(shè)計(jì)以及微量元素V的添加，探索V對(duì)合金組織和性能的影響。研究固溶、冷變形和時(shí)效處理對(duì)合金組織

2、和性能的影響，確定合金的最佳熱處理工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果主要有以下幾點(diǎn)：
　　(1)Cu-Ni-Sn合金的鑄態(tài)組織呈枝晶形態(tài)。合金基體分為三部分：枝晶主體是α相固溶體，富含Sn的γ相((Cu，Ni)3Sn化合物)和兩相之間的過渡區(qū)。在820℃保溫10h后，合金的枝晶偏析消除。
　　(2)隨著時(shí)效時(shí)間的延長，不同Ni含量Cu-Ni-Sn合金沿晶界析出沉淀，并連成線狀不斷地由晶界向晶內(nèi)生長。隨著Ni含量的增加，時(shí)效析出速度加快，同時(shí)析出

3、物的數(shù)量．增多。Cu-7.5Ni-5Sn合金在380℃×5h時(shí)效后存在(Cu,Ni)3Sn有序強(qiáng)化相和Cu10Sn3相。
　　(3)不同Ni含量Cu-Ni-Sn合金在固溶、時(shí)效處理后，導(dǎo)電率和硬度明顯提高。隨著時(shí)效時(shí)間的延長，兩種合金的硬度先增大后減小，而導(dǎo)電率持續(xù)上升。增加Ni的含量會(huì)縮短合金到達(dá)峰值硬度的時(shí)效時(shí)間，同時(shí)加強(qiáng)硬化效果。Cu-5Ni-5Sn合金峰值導(dǎo)電率和硬度分別為i5.22％IACS和253.67HV；Cu-7.

4、5Ni-5Sn的峰值導(dǎo)電率和硬度分別為14.74％IACS和274HV。
　　(4)Cu-7.5Ni-5Sn合金在固溶處理后進(jìn)行冷變形(變形量0％、17％、35％)，然后在380℃時(shí)效，得出結(jié)論：冷變形會(huì)縮短合金峰值硬度的時(shí)效時(shí)間，同時(shí)加強(qiáng)硬化效果：變形量越大，合金峰值導(dǎo)電率越高。
　　(5)Cu-7.5Ni-5Sn-xV(x=0，0.2，0.5)合金在固溶時(shí)效處理后，合金硬度和導(dǎo)電率明顯提高。隨著時(shí)效時(shí)間的延長，三種合金的

5、硬度先增大后減小，而導(dǎo)電率持續(xù)上升。添加V會(huì)延長到達(dá)合金硬化峰值的時(shí)效時(shí)間，同時(shí)增強(qiáng)硬化效果。三種合金的彈性模量分別為155.93GPa、155.96GPa和158.25GPa。
　　(6)由于在300℃時(shí)效溫度低，溶質(zhì)原子脫溶速度慢，Cu-7.5Ni-5Sn和Cu-7.5Ni-5Sn-0.5V合金硬度、導(dǎo)電率都不高；在高溫450℃和520℃時(shí)效時(shí)，合金直接生成與基體非共格的穩(wěn)態(tài)γ-DO3((Cu，Ni)3Sn)相不連續(xù)沉淀，這會(huì)