Cu-15Ni-28Zn-13Mn-xCo合金的制備與加工性能研究.pdf

1、本試驗(yàn)通過制備Cu-15Ni-28Zn-13Mn-xCo(x=0％、0.18%、0.26%、0.51%和0.65%)合金,并采用硬度、室溫拉伸試驗(yàn)、XRD、OM、SEM、TEM和能譜分析等技術(shù),研究合金的組織性能及其與Co含量的關(guān)系,確定合金的最佳加工方式以及Co含量對合金組織性能的影響規(guī)律,結(jié)論如下:
　?、磐ㄟ^對合金組元與氧反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析可知。熔鑄過程中合金元素與氧反應(yīng)方程的?G﹤0,這表明在熱力學(xué)上金屬的氧化是完全

2、的自發(fā)反應(yīng);通過對熔鑄過程中動(dòng)力學(xué)的分析,可將之分為兩個(gè)階段:化學(xué)反應(yīng)階段和內(nèi)擴(kuò)散階段,推導(dǎo)出其動(dòng)力學(xué)公式分別為。為降低反應(yīng)分?jǐn)?shù)R,可通過溫度、時(shí)間、覆蓋劑等條件的改善來減緩合金元素的氧化。
　?、畦T態(tài)Cu-15Ni-28Zn-13Mn合金組織存在晶內(nèi)偏析現(xiàn)象,偏析元素為Ni、Mn。在合金中添加Co能細(xì)化晶粒。但當(dāng)Co含量超過一定值時(shí)(0.51%),晶粒細(xì)化程度的增量開始減小。未含Co的鑄態(tài)合金的平均晶粒尺寸和小角度晶界比例分別為

3、109.6μm和0.29,含0.26%Co時(shí)合金的平均晶粒尺寸和小角度晶界比例分別為43.2μm和0.85。由于Co熔點(diǎn)較高,在凝固過程中成為核心,所以Co在晶內(nèi)分布較多、晶界分布較少。含0.51%Co的鑄態(tài)合金的硬度為119Hv,比不含Co的合金的硬度(104Hv)提高了14.4%。
　　⑶鑄態(tài)晶粒被細(xì)化后,晶粒的比表面積增加,活性增強(qiáng),原子易于擴(kuò)散;晶粒體積減小,偏析區(qū)域縮小,偏析原子擴(kuò)散的距離縮短。因此,添加Co會(huì)影響合金均

4、勻化處理過程,降低均勻化處理溫度或縮短處理時(shí)間。含鈷合金的合理的均勻化處理?xiàng)l件為750℃×18h。經(jīng)50%熱軋變形,含0.65%Co合金的硬度為197Hv,比未含Co的合金的硬度(126Hv)增加56.3%。經(jīng)800℃×1h固溶處理后,含0.65%Co合金的硬度為156Hv,比未含Co的合金的硬度(117Hv)增加33.3%。
　?、壤滠堉衅扑榈木ЯＴ跁r(shí)效過程中能促進(jìn)第二相的析出。合金進(jìn)行70%冷形變后,β相在時(shí)效過程中形成連續(xù)析

5、出,與α基體成共格結(jié)構(gòu),提高時(shí)效強(qiáng)化效果。含0.65%Co的合金經(jīng)70%冷形變后,試樣的抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為922MPa和3.5%,比不含Co的合金的強(qiáng)度(875MPa)及伸長率(2.8%)分別提高了5.4%、25%。冷變形合金經(jīng)400℃×8h時(shí)效處理后,含0.65%Co合金的抗拉強(qiáng)度及伸長率分別為1140MPa和3.80%,比未含鈷合金的抗拉強(qiáng)度(929MPa)增加了22.7%、伸長率(3.64%)增加4.4%。隨著時(shí)效時(shí)間的延長,