微量Co及热处理对Cu-3.0Ni-0.75Si合金组织性能的影响

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采用X射线衍射(XRD)、金相(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱等分析测试方法,研究Co含量、热加工、固溶处理、冷变形、时效处理过程对Cu-3.ONi-0.75Si合金硬度、导电性、拉伸性能、软化温度及其演变规律的影响。研究结果表明:铸态Cu-3.0Ni-0.75Si-xCo合金经880℃保温1h后热轧,大量Ni、Si、Co含量高的粒子存在于晶体内部及晶界上,且这些粒子在晶界上的尺寸更大。随Co含量的增加,热轧态合金电导率先升后降。热轧板在950℃×1h固溶处理后进行加工率为60%的一次冷轧,一次冷轧后Cu-3.0Ni-0.75Si-xCo合金的硬度由于加工硬化的效果而提高,电导率会略微下降。在随后的一级时效过程中沉淀相的析出使合金电导率随时效时间的延长而升高;由于沉淀相对位错的钉扎作用,合金硬度随时效时间的延长而提高。但时效时间过长会产生过时效,合金硬度也有所降低。根据固态相变基本原理,推导时效过程中合金的电导率随时间变化的Avrami动力学方程。450℃×2h一级时效后的Cu-3.ONi-0.75Si-xCo合金,经变形程度为60%的二次冷轧,再进行二级时效处理。二级时效后合金的电导率明显高于一级时效处理的合金。时效过程中铜基体中的溶质原子不断脱溶析出,合金电导率会升高,但随着二级时效时间的增加,其上升趋势逐渐趋于平缓。合金电导率随二级时效温度的升高先升后降,由于随二级时效温度的升高沉淀相长大,合金的硬度会不断下降。Co与Si形成的CoSi相在时效过程中析出,铜基体中Si含量降低,使合金的电导率升高。随Co含量的继续增加,铜基体中Co含量增加,合金电导率会有所降低。随Co含量的增加,Cu-3.ONi-0.75Si合金硬度、抗拉强度及软化温度都有所提高.Cu-3.ONi-0.75Si-0.2Co合金经60%热轧,950℃×1h固溶处理,60%一次冷轧,450℃×2h一级时效,60%二次冷轧,450℃×2h的二级时效处理,合金的硬度为213HB,电导率为48.7%IACS,抗拉强度为816MPa,延伸率为4.8%,合金的软化温度为430℃。
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