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铜锡合金具有优良的耐磨性、耐蚀性及综合力学性能。常用于轴承、涡轮、衬套等零件。本实验的以柴油机用衬套为研究技术原型,以铜锡合金QSn7-0.2为研究对象,利用Gleeble.3800热/力学模拟试验机、DM4000型光学显微镜、Nova NanoSEM430扫描电子显微镜、CMT5105型拉伸试验机、AL.Y3700型X射线衍射仪等仪器对材料的显微组织与力学性能进行研究,主要研究内容及结果如下:在衬套早期加工工艺中需要对铜锡合金棒料进行热变形,首先需要通过试验室条件下的热压缩试验进行温度与应变速率的最优参数确认。因此对衬套用铜锡合金棒料进行了热压缩试验,通过热压缩真应力-应变曲线分析了加工硬化与回复再结晶的软化规律,建立了一般性质的本构方程,并绘制了热加工图,结合能量耗散率较高的区域。推导出最优工艺参数。并通过EBSD与力学性能测试,分析了高温压缩形变过程中的动态再结晶规律及力学性能的变化。在Gleeble-3800D热模拟试验机上对Cu-Sn合金进行高温等温压缩试验,热压缩应变速率为0.001 s-110 s-1、热变形温度为500℃700℃时,对合金高温热压缩的热加工图,变形机制进行研究。其中流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的提高而增大;热变形过程中的稳态流变应力可用双曲正弦本构关系式来描述。同时利用逐步回归的方法建立了Cu-Sn合金的应力.应变方程,根据合金材料热压缩曲线及数据计算并分析了Cu-Sn合金的热加工图,并且获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数。通过电子背散射衍射技术及力学性能检测发现,热压缩过程中是以动态再结晶为主导,孪晶的协调的混合机制而发生的塑性变形机制,其中Cu-Sn合金高温塑性变形过程中小取向差晶界的持续产生与向较大角度晶界的逐渐演变趋于一种动态平衡。重位点阵晶界与普通晶界发生反应生成Σ3大角度晶界。在不同热压缩温度下重位点阵晶界分布发生了很大改变,影响了材料的力学性能,易发生晶界的迁移与滑动,塑性较好,在不同热压缩温度下的力学性能稳定,塑性缓慢上降。材料内部应力随着热缩温度升高而降低。通过透射电镜、电子背散射衍射对Cu-Sn合金旋压前后组织,退火组织进行分析,研究表明:经强力旋压后α相产生细化,逐渐演变为细小的αⅡ和变形的αⅢ晶粒,平均晶粒尺寸约为2.2μm。由于加工硬化的原因,旋压后组织最在大量的亚晶界在滑移线处呈网络状分布,亚晶组织及位错聚集区密集分布。经退火后,在400℃时出现了较多的位错胞以及层错,再结晶晶晶粒结晶刚开始滑动,孪晶生长速度不同,主要生长方式是由层错的连续堆积。在500℃时形成缺陷较少的等轴晶粒,孪晶依靠层错继续生长且变宽。经过进一步力学性能测试发现,强力旋压效果明显,具有良好的力学性能。