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Cu-15Ni-8Sn合金是一种应用前景非常广泛的高强导电铜合金,具有高强度、优良的抗热应力松弛性能、耐应力腐蚀性能以及无毒环保等优点。在航空航天、电子电器和通讯工程等领域应用于各类继电器、电位器、导电接触弹簧片和重载轴承等。Cu-15Ni-8Sn合金在工业制备过程中,存在的主要问题为Sn元素存在反偏析和枝晶偏析现象,影响合金的性能。虽然通过粉末冶金、真空熔炼、喷射成型等方法可以改善合金的偏析程度,但是由于成本高昂、制备样品尺寸较小等问题,限制了其大规模的推广生产。根据上述相关问题,本文通过垂直半连续铸造工艺,以改善Cu-15Ni-8Sn合金的偏析和合金的大尺寸制备为目的进行相关实验研究,主要内容如下:首先,通过单向凝固实验探究不同冷却速率对Cu-15Ni-8Sn合金偏析的影响,高温熔体分别与水冷铜模、室温石墨和600℃石墨三种不同冷却介质接触,测量熔体在界面处的冷却速率依次为58K/S、16K/S和5K/S。Cu-15Ni-8Sn合金熔体冷却速率相对较快时,反偏析现象较严重,而枝晶偏析得到改善。在垂直半连续铸造实验中,熔体浇铸温度为1350℃,拉坯速度为90mm/min。施加的中频磁场分别为0kW、5k W和10kW,实验结果表明10kW中频改善枝晶偏析和细化晶粒效果显著。Cu-15Ni-8Sn合金铸态组织中存在两种相,α基体相和γ富锡相。选择0kW和10kW中频磁场连铸试样进行后续实验。在固溶处理实验中,温度为880℃,0kW连铸试样2h固溶完全,10kW连铸试样1h固溶完全,细化的晶粒使第二相相对均匀的分布于组织中,固溶处理过程可以减小溶质原子的扩散距离,缩短固溶时间,提升固溶效率。固溶完全的试样经过90%的室温轧制变形,在400℃进行时效处理,时效时间为10min时抗拉强度最高。0kW连铸试样抗拉强度为1175MPa,10kW连铸试样抗拉强度为1256MPa,抗拉强度提高了7%。在时效初期Cu-15Ni-8Sn合金发生了调幅分解,形成纳米级的调幅组织,产生了弥散强化效应;同时调幅分解产生的新相与基体相之间保持共格关系,出现共格强化效应。时效后期,出现不连续脱溶现象,使Cu-15Ni-8Sn合金性能下降。在垂直半连续铸造工艺中,对高温熔体施加中频磁场,有效的细化了铸态晶粒,可以改善Cu-15Ni-8Sn合金的偏析现象;缩短溶质原子的扩散距离,提高固溶效率;时效过程中调幅分解可以提高合金的力学性能。