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高性能铜合金因具有高强度、高硬度以及良好的抗蚀、耐磨性能,广泛应用于汽车制造、船舶制造、海水淡化系统等方面。本课题研究的超高固溶的Cu-Sn合金,是作为生产超导材料Nb3Sn的重要材料。Nb3Sn是一种被广泛应用在基础科学前沿和尖端装备领域的超导材料,目前研究表明,铜锡合金中Sn的固溶度需要要达到14 wt.%以上。根据Cu-Sn二元相图,Sn在Cu中的固溶极限只有13.5 wt.%,当Sn含量大于13.5wt.%时,合金中就会出现金属间化合物,如Cu3Sn、Cu3Sn5等,而且随着Sn含量的升高,金属间化合物的含量也越来越高。因此,本课题在当前研究基础上,采用在Cu-Sn合金中添加合金元素的方法,研究其影响机理,并确定合适的添加量,以达到提高合金性能的目的。另一方面,通过轧制变形结合电脉冲处理对Cu-Sn合金组织和性能进行研究,获得高固溶度、高性能Cu-Sn合金制备工艺。研究结果表明:(1)采用粉末冶金法制备的铜锡合金组织不均匀,有部分富Sn相仍偏析于晶界,基体主要由α相固溶体组成。采用不同Sn含量制备的铜锡合金除了α相以外,还有部分金属间化合物生成。在650-750℃时随烧结温度的升高而逐渐增大,铜锡合金中溶质原子的固溶随着Sn含量的增加而提高,合金的密度、硬度、电导率也随着烧结温度的升高而升高。(2)通过对Cu-Sn合金进行轧制及电脉冲处理,能够有效地促进铜锡合金中溶质Sn原子溶入Cu基体中,形变过程中产生的高能非平衡晶界为Sn原子的扩散提供了有力通道,再结合电脉冲的热效应与非热效应共同作用下,为Sn原子的扩散在热力学与动力学上提供了有利条件,促进固溶体的形成。此外,在电脉冲作用下,促进了金属间化合物的重溶,即形变与电脉冲处理两者共同作用促进Sn固溶。(3)不同Ti含量下的Cu-Sn合金,随着Ti含量的增加,Ti对Cu-Sn合金的初生相细化程度越大,Cu-Sn合金中会出现第二相,合金的密度和致密度、电导率都增大,合金固溶随着Ti含量的增加而提高。(4)不同In含量的Cu-Sn合金表面白色的析出相为弥散相分布,随着In含量的增加,合金组织仍只有α相,无第二相出现,随着In添加的增多,合金密度和致密度、电导率有了明显的提高,固溶随着In含量的增加而提高。