Cu-15Ni-10Mn合金組織性能研究.pdf

1、通信、電子等行業(yè)的迅速發(fā)展,極大地促進(jìn)了彈性導(dǎo)電合金的研發(fā)。目前市場中主要應(yīng)用的彈性銅合金是以鈹青銅、錫磷青銅、鋅白銅等合金為主,并且占據(jù)了銅基彈性合金幾乎全部的市場份額。然而它們分別受到環(huán)境保護(hù)、材料自身特性、加工工藝等各種因素的制約,使這些材料進(jìn)一步的發(fā)展受到限制。因此,研制能替代上述材料且能與自然和諧相處的高性能銅合金受到越來越多的關(guān)注和追捧,這也是高性能銅合金的發(fā)展趨勢。
　　Cu-Ni-Mn系合金是一種新型的高性能彈性合

2、金,具有良好的塑性加工性能及力學(xué)性能,是一種具有潛力的新型銅基彈性合金。
　　本課題通過對Cu-Ni-Mn合金的成分設(shè)計及微量元素(Ti或Co)的添加,探索了微量元素(Ti或Co)對Cu-15Ni-10Mn合金組織性能的影響。該合金在熔煉過程中具有易氧化、吸氣的特點(diǎn),為了提高鑄錠質(zhì)量,熔煉過程中添加Zn,實(shí)現(xiàn)了大氣條件下高鎳白銅的熔煉與鑄造。探討了熱處理對鑄態(tài)Cu-15Ni-10Mn合金組織性能的影響。通過對合金進(jìn)行熱軋和冷軋,研

3、究了Cu-15Ni-10Mn合金加工工藝及性能,以期得到合金能滿足工業(yè)生產(chǎn)及實(shí)際使用的加工工藝。課題還研究了鑄造條件對Cu-15Ni-15Mn合金鑄態(tài)組織性能的影響。實(shí)驗(yàn)主要結(jié)果表明:
　　(1)Cu-15Ni-10Mn合金在大氣條件下熔煉極易吸氣,造成凝固后的鑄錠內(nèi)部存在大量氣孔,添加適量的Zn可以在熔煉過程中起到很好的除氣作用,獲得合格的鑄錠。合金鑄從鑄錠邊部到心部的枝晶主干尺寸(即一次晶枝)是逐漸增大的。在Cu-15Ni-1

4、0Mn合金中添加微量元素Co或Ti,能對合金枝晶起到明顯的細(xì)化作用,其中Co的添加量在0.2％-0.6%范圍內(nèi),細(xì)化程度隨著添加量的增加而增大,最大細(xì)化程度時,一次晶枝尺寸僅為未添加時的32%。
　　(2)Cu-15Ni-10Mn合金鑄態(tài)組織具有典型的樹枝晶偏析特征。在進(jìn)行熱加工前需要進(jìn)行均勻化退火處理,經(jīng)過850℃×24h均勻化退火的Cu-15Ni-10Mn鑄錠能夠滿足熱軋要求。添加微量的Co也有利于改善Cu-15Ni-10Mn

5、合金的均勻化處理。
　　(3)Cu-15Ni-10Mn鑄態(tài)合金經(jīng)過700℃×2h的固溶處理和450℃×24h的時效處理后,合金硬度能達(dá)到346HV。相比未經(jīng)過任何處理的該合金鑄態(tài)硬度105HV,提高了2倍以上。
　　(4)Cu-15Ni-10Mn合金在經(jīng)過850℃×24h均勻化退火、熱軋后750℃×2h固溶處理后,經(jīng)總加工率為70%的冷軋、400℃×48h時效處理后,合金帶材的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1085MPa,伸長率為1.24%。