不同熱處理下ZCuSn10P1合金冷熱疲勞性能研究.pdf

1、本文采用自約束全自動(dòng)冷熱疲勞試驗(yàn)機(jī),以ZCuSn1OP1合金為研究對(duì)象,通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡等儀器檢測(cè)了由于外界溫度漲落在材料內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力而造成的裂紋萌生及其擴(kuò)展機(jī)制。首先對(duì)ZCuSn10P1合金進(jìn)行不同的熱處理工藝,然后通過(guò)跟蹤、觀察不同循環(huán)次數(shù)下不同處理工藝ZCuSn10P1合金的裂紋萌生位置及擴(kuò)展路徑,分別研究了ZCuSn10P1合金在20℃～500℃的冷熱疲勞性能及裂紋擴(kuò)展速率,不同升溫時(shí)間及不同上限溫度對(duì)ZCuSn10

2、P1合金冷熱疲勞性能的影響和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中ZCuSn10P1合金的氧化行為。并且,利用Ansys軟件對(duì)試驗(yàn)中20℃←→500℃溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了模擬。
　　 在本研究條件下,得出以下主要結(jié)論:
　　 熱處理方式選擇為630℃保溫50min后空冷和630℃保溫50min后水淬。熱處理后,晶間δ相比鑄態(tài)的要少,結(jié)晶組織細(xì)密,合金中出現(xiàn)熔化孔洞及重熔組織,除使合金不致密外,還會(huì)使晶粒間的結(jié)合力降低,力學(xué)性能明顯下降。第二相中的S

3、n含量變少,這表明,熱處理后已消除錫偏析現(xiàn)象,錫已均勻的分散于銅基體中。裂紋首先都是在試樣缺口附近的缺陷處產(chǎn)生,然后逐漸擴(kuò)展到應(yīng)力集中區(qū)域,也就是缺口處。熱處理后的試樣抗疲勞性能要好于鑄態(tài)試樣,而對(duì)于630℃保溫50min后水淬的試樣抗疲勞性能最佳。原因就在于減少了δ相,基本消除偏析現(xiàn)象,塑性增大,并且裂紋擴(kuò)展?jié)M足L=bNa,裂紋擴(kuò)展速率v=bNa-1。熱處理前后物相沒(méi)什么變化,只是峰的強(qiáng)度有所改變,表明對(duì)應(yīng)的元素晶格密度和結(jié)晶度不同。