co元素對(duì)cu3.0(ni、co)0.7si合金組織及其性能的影響研究

1、 分類號(hào)： 密 級(jí)： U D C： 學(xué) 號(hào)： 碩士學(xué)位論文 二 0 一八年三月三日 Co 元素對(duì) 元素對(duì) Cu-3.0(Ni、Co)-0.7Si 合金組織及其 合金組織及其 性能的影響研究 性能的影響研究 Research on the effect of Co on microstructure and properties of Cu-3.0(Ni、Co)-0.7Si alloy 學(xué) 位 類 別： 工 學(xué) 碩

2、 士 作 者 姓 名： 潘 少 彬 學(xué) 科、專 業(yè)： 材料科學(xué)與工程 指 導(dǎo) 教 師： 王智祥 副教授 研 究 方 向： 新材料制備及其組織性能研究 摘 要 現(xiàn)如今已被使用較多的銅基框架材料有 Cu-Cr-Zr、Cu-Fe-P

3、、Cu-Ni-Si 系列等。Cu-Ni-Si 系合金因具有很好的潛在市場(chǎng)，為進(jìn)一步提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力許多學(xué)者試圖通過添加微量元素， 如Zn、 P、 Cr、 Al、 Fe、 Mg、 Co 等尋找突破口進(jìn)行深入研究。 在研制Cu-Ni-Co-Si合金過程中，首先對(duì)其成分進(jìn)行設(shè)計(jì)，其次分別對(duì)鑄態(tài)、均勻化態(tài)、軋制態(tài)、固溶態(tài)及時(shí)效態(tài)合金組織結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行理論研究和實(shí)驗(yàn)分析。探索了 Co 元素對(duì)顯微組織和第二相形貌及成分的影響規(guī)律，同時(shí)利用現(xiàn)有的研究成果

4、，確定最佳 Co 添加量范圍，并且通過試驗(yàn)制定出合適加工工藝路線獲得綜合性能更優(yōu) Cu-Ni-Si 合金。 主要研究工作及結(jié)果如下： （1）鑄態(tài) Cu-3.0(Ni、Co)-0.7Si 合金顯微組織中存在枝晶偏析現(xiàn)象。添加適量 Co元素，不僅改善了 Cu-3.0Ni-0.7Si 合金枝晶形貌，減小一次、二次枝晶間距，而且合金硬度及導(dǎo)電性能均得到提升。 添加 0.4%Co 時(shí) （以下成分均用質(zhì)量百分比表示） ， 合金二次枝晶間距最??；添加

5、 0.7%Co 時(shí)，一次枝晶間距最小，以上兩種成分合金均具有較佳的鑄態(tài)枝晶形貌以及較優(yōu)的綜合性能， 硬度分別為 152HB 和 142HB， 導(dǎo)電率 26.5%IACS和 30.6%IACS。鑄態(tài)合金經(jīng) 980℃×2h 均勻化處理，未添加 Co 的合金析出相 δ-Ni2Si 形貌以點(diǎn)狀為主，尺寸細(xì)小；而添加了 Co 的合金，隨著 Co 含量的增多析出相形貌首先向針狀過渡然后向條狀轉(zhuǎn)變，尺寸有所增大，第二相由 δ-Ni2Si 和

6、 Co2Si 構(gòu)成。 （2）合金經(jīng) 980℃×2h、熱軋 65%水冷后，鑄態(tài)樹枝狀晶消失，基體組織中只有少量的第二相顆粒存在。添加 Co 元素細(xì)化了再結(jié)晶晶粒，提高了熱軋態(tài) Cu-3.0Ni-0.7Si合金硬度，當(dāng) Co 含量高于 0.7%時(shí)，顯微組織中存在再結(jié)晶不完全現(xiàn)象。另外，隨著Co 含量增多，熱軋態(tài)合金硬度變化趨向與鑄態(tài)合金大致相同，先快速升高至峰值然后連續(xù)下滑，而導(dǎo)電率呈先增大后減小的走勢(shì)，其中含 0.7%Co 合金

7、具有較優(yōu)的熱加工組織形貌。 （3）隨軋制變形率升高，不同 Co 含量合金硬度持續(xù)增大，當(dāng)變形率高于 40%，合金加工硬化程度增幅提高，經(jīng)比較含 0.4%和 0.7%Co 的合金冷加工性能較優(yōu)，當(dāng)變形率升高至 90%，硬化程度分別為 47.97%和 50.85%，硬度 178HB 和 182HB。同時(shí)，不同成分合金經(jīng)冷軋變形率 80%、400～650℃×1h 空冷處理，合金硬度大致呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，當(dāng)退火溫度介于 500～550℃