Cr、Co元素微合金化对Cu-Ni-Si合金组织及加工性能的影响

发布时间：2021-05-18 17:41

　　Cu-Ni-Si系合金是第二代引线框架材料的典型代表,但硬度、导电率等方面仍不能够很好满足市场需求。为此,平衡并优化其力学性能是目前许多学者努力研究的方向。本实验采用微合金化及形变热处理工艺相结合的研究方法,系统研究了微量Cr、Co对Cu-Ni-Si合金组织性能的影响规律,并分别探讨了在固溶、时效、再结晶等不同加工工艺下合金显微组织的演变规律及性能的影响因素,重点分析了冷变形及随后热处理对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金的影响。旨在摸索出较佳的工艺参数,并为今后进一步优化合金工艺路线及参数提供有效的理论依据。本研究主要结果如下:（1）添加Cr或Co元素均能减小铸态Cu-Ni-Si合金二次枝晶间距,并且Cr的加入还可促进Si原子的脱溶,但添加Cr会增加基体的枝晶偏析,其偏析组织中含有高浓度Cr。同时加入Cr、Co的合金可显著减小晶粒尺寸,从80μm左右减小到40μm,即缩小了50%,并随着冷却过程会析出新的Ni₂Si、Co₂Si、Cr₃Si化合物,而且显微硬度和导电率可分别达到139.1HV,33.0%IACS。（2）通过... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 无铍铜基弹性合金的应用与分类
    1.3 铜基导电合金的强化方式
        1.3.1 固溶时效强化
        1.3.2 弥散强化
        1.3.3 细晶强化
        1.3.4 冷变形强化
    1.4 Cu-Ni-Si系合金的强化机理
    1.5 Cu-Ni-Si系合金的研究现状
    1.6 Cu-Ni-Si系合金性能的影响因素
        1.6.1 合金元素对Cu-Ni-Si系合金性能的影响
        1.6.2 热处理对Cu-Ni-Si系合金性能的影响
    1.7 研究目的、意义及内容
        1.7.1 研究目的与意义
        1.7.2 研究内容
第二章 材料制备与实验方案
    2.1 实验准备
        2.1.1 实验工艺路线
        2.1.2 材料选择及制备
    2.2 实验过程
        2.2.1 熔炼
        2.2.2 热轧
        2.2.3 冷轧
        2.2.4 再结晶退火
        2.2.5 固溶
        2.2.6 时效
    2.3 合金组织分析及性能测试
        2.3.1 显微硬度的测量
        2.3.2 导电率的测量
        2.3.3 金相显微组织观察
        2.3.4 组织形貌观察与物相分析
第三章 微量Cr、Co元素对铸态Cu-Ni-Si合金显微组织及性能的影响
    3.1 铸态Cu-2Ni-0.5Si-XCr-YCo合金的组织与性能
        3.1.1 铸态Cu-2Ni-0.5Si-XCr-YCo合金的显微组织
        3.1.2 铸态Cu-2Ni-0.5Si-XCr-YCo合金的微观形貌与物相分析
        3.1.3 铸态Cu-2Ni-0.5Si-XCr-YCo合金的硬度及导电率
    3.2 本章小结
第四章 Cu-Ni-Si-Cr-Co合金热轧及再结晶行为研究
    4.1 热轧态Cu-2Ni-0.5Si-XCr-YCo合金的组织与性能分析
        4.1.1 热轧态Cu-2Ni-0.5Si-XCr-YCo合金的显微组织
        4.1.2 热轧态Cu-2Ni-0.5Si-XCr-YCo合金的硬度及导电率
    4.2 微量Cr、Co对 Cu-Ni-Si合金再结晶温度的影响
        4.2.1 退火态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金的显微硬度
        4.2.2 退火态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金的显微组织
    4.3 形变量对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金再结晶温度的影响
        4.3.1 形变量对退火态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金显微组织的影响
        4.3.2 形变量对退火态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金硬度及导电率的影响
    4.4 加热温度对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金再结晶过程的影响
        4.4.1 加热温度对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金显微硬度的影响
        4.4.2 加热温度对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金显微组织的影响
    4.5 本章小结
第五章 形变及热处理对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金组织与性能的影响
    5.1 固溶处理对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金组织与性能的影响
        5.1.1 固溶态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金的显微组织
        5.1.2 固溶态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金的硬度及导电率
    5.2 时效处理对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金显微组织与性能的影响
        5.2.1 时效温度对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金组织性能的影响
        5.2.2 时效时间对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金组织性能的影响
        5.2.3 时效态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金的显微组织及物相分析
    5.3 冷变形对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金时效过程的影响
        5.3.1 冷变形态Cu-Ni-Si-Cr-Co合金的显微组织及性能
        5.3.2 冷变形对Cu-Ni-Si-Cr-Co合金时效组织及性能的影响
    5.4 时效析出动力学的分析
        5.4.1 Cu-Ni-Si系合金时效过程中第二相析出比例的计算
        5.4.2 Cu-Ni-Si-Cr-Co合金第二相析出动力学方程的建立
        5.4.3 添加Cr、Co对 Cu-Ni-Si合金时效析出行为的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu-Cr-Fe-Ni合金形变热处理过程中的组织与性能[J]. 靖青秀,张泽辉,汪航,杨斌.  金属热处理. 2020(04)
[2]引线框架用Cu-Ni-Si合金及其制备加工工艺的研究进展[J]. 侯绿林,尹振兴,甘春雷,周楠,王顺成.  材料研究与应用. 2020(01)
[3]Ni,Si对Cu-Cr-Zr-Mg合金析出相及性能的影响[J]. 林国标,张茂奎,张鸿.  稀有金属. 2018(06)
[4]固溶时效温度和冷变形对低含量Cu-Ni-Si合金组织性能的影响[J]. 刘峰,马吉苗,廖骏骏,邵烨,郑芸,彭丽军.  稀有金属. 2018(04)
[5]热处理工艺对Cu-Ni-Si-Fe-P合金组织与性能的影响[J]. 周清泉,帅歌旺,江炳进.  特种铸造及有色合金. 2017(01)
[6]热处理对点焊电极用Cu-Cr-Zr-Ni-Si合金性能的影响[J]. 帅歌旺,江炳进,潘昌燃,刘建彬.  特种铸造及有色合金. 2016(03)
[7]引线框架用Cu-Ni-Si合金的发展及研究现状[J]. 张英,陆萌萌,胡艳艳,刘耀,郑少锋.  上海有色金属. 2014(04)
[8]热处理对Cu-3.0Ni-0.75Si-0.3Co合金组织性能的影响[J]. 柳瑞清,谢伟滨,杨胜利,樊小伟,王刚.  特种铸造及有色合金. 2014(11)
[9]超高强Cu-Ni-Si-Mg-Cr合金的组织和性能[J]. 黎三华,雷前,李周,张良,王梦萦,刘会群.  有色金属科学与工程. 2014(05)
[10]引线框架材料Cu-3.5Ni-0.75Si-0.15Co合金组织性能研究[J]. 曾莹莹,肖化武,刘朝晖.  兵器材料科学与工程. 2014(04)

博士论文
[1]超高强CuNiSi系弹性导电铜合金制备及相关基础研究[D]. 雷前.中南大学 2014
[2]大规模集成电路用高强度高导电引线框架铜合金研究[D]. 苏娟华.西北工业大学 2006



本文编号：3194215