Cu-Ni-Si-Ag合金冷变形及动态再结晶研究

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刘平等:Cu-Ni-Si-Ag合金冷变形及动态再结晶研究

Cu—Ni—Si—Ag合金冷变形及动态再结晶研究。

、刘

平1,张毅1’2,田保红3,陈小红1’2,贾淑果3,任凤章3,龙永强3

(1.上海理工大学机械工程学院,上海200093;2.西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048≯

3.河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003)

要:

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形

条件下Cu-2.ONi-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响。在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu一2.ONi一0.5Si一0.15Ag合金在高温压缩变形中的流变应力行为和组织变化进行了研究。结果表明:合金经900℃固溶,在经不同冷变形后时效,能获得较高的显微硬度与导电率,当变形量为80%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到220Hv,导电率达到41%IACS。热模拟实验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,材料显微组织强烈受到变形温度的影响。

关键词:

0Ni-0.5Si-0.15Ag合金;时效;冷变形;热压缩变形;动态再结晶

中图分类号:TGl46.1;TGll3.2文献标识码:A

文章编号:1001-9731(2008)02—0257—04+

1

引言

一Cu—Ni—Si系列合金作为一种具有高强度和高导电率的引线框架材料得到了很大发展,许多国家都相继开发出了自己的Cu-Ni-Si系列引线框架合金【I ̄3]。而我国在该类合金的研制方面起步较晚。研制我国自己的Cu-Ni—Si系列引线框架材料以替代进口材料,已成为当前铜合金加工企业所面临的一项紧迫任务[. ̄8]。国内外对Cu-Ni-Si系合金的析出行为进行了大量的研究,而对其热变形行为研究较少。

本文研究了Cu-2.0Ni:0.5Si-0.15Ag合金经不同冷变形后进行时效,组织和性能的变化,并在Oleeble-1500D热模拟试验机上,采用圆柱体高温单道次轴对称压缩实验,对该合金的流变应力进行了研究,分析其高温变形时流变应力的变化规律,以及材料微观组织的变化情况,为实际生产提供理论依据。

2实验材料和方法

实验用Cu一2.0Ni一0.5Si一0.15Ag合金,在10kg中频感应熔炼炉中熔炼而成,材料质量分数为:m(Ni)=2.0H、m(Si)=0.5OA、m(Ag)=0.15%,余量为铜。浇铸温度为1300--一1350'C。合金的固溶处理在RJx.

0型箱式电阻炉中进行,工艺为900℃×lh,随后水淬,固溶后的组织见图1。合金时效处理在SRJX一3—12型管式电阻炉中进行。合金的冷变形在实验用自制的双辊轧机上进行,轧辊尺寸0100mm×200mm。压缩实验在Gleeble-1500D热模拟机上进行,压缩试样尺寸为010mm×15ram,实验温度范围为600~800℃,应变速率为0.01~Ss~,总压缩应变量约0.8(真应变)。热模拟实验的升温速率为10℃/s,保温时

间为5min。

图1

0Ni一0.5Si一0.15Ag合金900℃X lh固洛处理后的金相组织(×50)

Fig 1Microstrueture of Cu一2.0Ni一0.5Si一0.15Ag alloy

after solution treated

at

900℃×lh(×50)

电阻测量使用ZY9987型数字式微欧计:显微硬度测量在国产HVl000型数显显微硬度计上进行,载荷为0.01kg。金相组织在OLYMPUS PMG3型显微镜上进行。

3实验结果和讨论’

3.1

预冷变形后时效对合金显微硬度和导电率的影

r一

图2(a)为Cu-2.ONi一0.5Si-0.15Ag合金经不同变形后,在经450℃时效时显微硬度与时效时间的关系。从图2中可以看出,合金在时效初期析出物均以较快速度析出,硬度也随之显著上升,达到峰值后又以较慢的速度下降,冷变形量越大,时效初期合金的显微硬度上升的幅度也越大,达到峰值所需的时间就越短。如变形量为60%及80%时,硬度达到峰值所需的时间分别为2及lh。而合金如果不经过冷变形,直接在

?基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA032528)I国家自然科学基金资助项目(50571035),河南省

杰出青年基金资助项目(0521001200)

收到初稿日期:2007—06—29收到修改稿日期:2007—10-08通讯作者:刘平

作者简介:刘平(1962一),男,湖北武汉人,教授,博士生导师,主要从事高强度高导电铜合金功能材料的研究.

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刘平等:Cu-Ni-Si-Ag合金冷变形及动态再结晶研究 Cu—Ni—Si—Ag合金冷变形及动态再结晶研究。

、刘 平1,张 毅1’2,田保红3,陈小红1’2,贾淑果3,任凤章3,龙永强3 (1.上海理工大学机械工程学院,上海200093;2.西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048≯ 3.河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003) 摘 要: 研究了时效温度和时效时间对不同冷变形 2.5-10型箱式电阻炉中进行,工艺为900℃×lh,随后 水淬,固溶后的组织见图1。

合金时效处理在SRJX一3— 12型管式电阻炉中进行。

合金的冷变形在实验用自 制的双辊轧机上进行,轧辊尺寸0100mm×200mm。

压缩实验在Gleeble-1500D热模拟机上进行,压缩试 样尺寸为010mm×15ram,实验温度范围为600~ 800℃,应变速率为0.01~Ss~,总压缩应变量约0.8 (真应变)。

热模拟实验的升温速率为10℃/s,保温时 间为5min。

条件下Cu-2.ONi-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影 响。

在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等 温压缩试验,对Cu一2.ONi一0.5Si一0.15Ag合金在高温 压缩变形中的流变应力行为和组织变化进行了研究。

结果表明:合金经900℃固溶,在经不同冷变形后时 效,能获得较高的显微硬度与导电率,当变形量为 80%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到 220Hv,导电率达到41%IACS。

热模拟实验中,应变 速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大 小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高 而增大,材料显微组织强烈受到变形温度的影响。

关键词: Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金;时效;冷变 形;热压缩变形;动态再结晶 文献标识码:A 中图分类号:TGl46.1;TGll3.2 文章编号:1001-9731(2008)02—0257—04+ 1 引 言 图1 Cu-2.0Ni一0.5Si一0.15Ag合金900℃X lh固洛 处理后的金相组织(×50) 一Cu—Ni—Si系列合金作为一种具有高强度和高导电 率的引线框架材料得到了很大发展,许多国家都相继 开发出了自己的Cu-Ni-Si系列引线框架合金【I ̄3]。

而 我国在该类合金的研制方面起步较晚。

研制我国自己 的Cu-Ni—Si系列引线框架材料以替代进口材料,已成 为当前铜合金加工企业所面临的一项紧迫任务[. ̄8]。

国内外对Cu-Ni-Si系合金的析出行为进行了大量的 研究,而对其热变形行为研究较少。

本文研究了Cu-2.0Ni:0.5Si-0.15Ag合金经不同 冷变形后进行时效,组织和性能的变化,并在Oleeble- 1500D热模拟试验机上,采用圆柱体高温单道次轴对 称压缩实验,对该合金的流变应力进行了研究,分析其 高温变形时流变应力的变化规律,以及材料微观组织 的变化情况,为实际生产提供理论依据。

Fig 1 Microstrueture of Cu一2.0Ni一0.5Si一0.15Ag alloy after solution treated at 900℃×lh(×50) 电阻测量使用ZY9987型数字式微欧计:显微硬 度测量在国产HVl000型数显显微硬度计上进行,载 荷为0.01kg。

金相组织在OLYMPUS PMG3型显微 镜上进行。

3实验结果和讨论’ 3.1 预冷变形后时效对合金显微硬度和导电率的影 响 一 r一 图2


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