Cu-Ti-Sn導電彈性合金的組織與性能研究.pdf

1、本文研究了Cu-Ti.Sn合金在鑄態(tài)、固溶態(tài)、固溶一時效態(tài)下的組織與性能,以及Zr的添加對Cu-2Ti-2Sn合金組織及性能的影響。采用光學顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及透射電子顯微鏡(TEM)對顯微組織進行了表征,并對Cu-Ti..Sn合金的導電率、硬度和彈性模量進行了測試。通過以上研究得到以下結(jié)論:
　　(1)Cu-Ti—Sn合金的鑄態(tài)組織為等軸晶,由α-Cu(Ti,Sn)和初生相CuSn3

2、Ti5金屬間化合物構(gòu)成。隨著Ti含量的增加,CuSn3Ti5相在晶界處由連續(xù)分布轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)分布,且隨著Sn含量的增加,CuSn3Ti5相析出逐漸增多。其中CuSn3Ti5相屬于六方晶系,晶格常數(shù)分別為a=8.1737A,b=8.1737A和c=5.5773A。
　　(2)Cu-Ti—Sn合金在時效初期,有亞穩(wěn)、連續(xù)β'-Cu4Ti相脫溶析出,與基體保持共格關(guān)系。隨著時效時間的延長,β'-Cu4Ti相逐漸與基體失去共格關(guān)系,發(fā)生β

3、'→β的轉(zhuǎn)變。其中β-Cu3Ti相為穩(wěn)定不連續(xù)相,尺寸在200nm以內(nèi),具有斜方晶體結(jié)構(gòu),其晶格常數(shù)為a=5.162A,b=4.347A和c=4.531A。
　　(3)經(jīng)固溶.時效處理后,Cu-Ti-Sn合金導電率和硬度明顯提高。隨著時效時間的延長,硬度先增大后減小,而導電率持續(xù)上升。其中Ti含量越高,硬度和導電率增幅越大。而隨著Sn含量的增加,合金的硬度增加而導電率降低。在本實驗范圍內(nèi),Cu-3Ti-2Sn和Cu-2Ti-2Sn

4、合金的最佳時效工藝為4500C保溫8h,硬度和導電率分別為134.5HV、39.8％IACS和119.3HV、37.O％IACS。Cu-2Ti-1.5Sn的最佳時效工藝為4500C保溫4h,其硬度和導電率分別為122.2HV和33.2％IACS。三種成分Cu-Ti.Sn合金在4500C保溫1h的彈性模量均高于時效態(tài)QBe21/133GPa,)。
　　(4)添加Zr后,鑄態(tài)Cu-2Ti-2Sn合金組織中CuSn3Ti5相分布更加均勻

5、,且隨著Zr含量的增加,C1uSn3Ti5相細化越明顯。時效處理后,Zr元素均勻彌散分布在Cu-2Ti-2Sn合金中。添加0.2wt％Zr延緩了Cu-2Ti-2 Sn合金晶界處的細小點狀相的析出。
　　(5)在固溶一時效過程中,添加O.1wt％Zr后,Cu-2Ti-2Sn合金在保持硬度的前提下,導電率出現(xiàn)小幅升高。添加O.2wt％Zr后,縮短了Cu-2Ti-2Sn合金達到峰值硬度的時效時間,且峰值硬度比未添加Zr時提高了33％。而