时效对铸造 Cu-15 Ni-8 Sn合金组织与性能的影响.pdf

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1、第３９卷第８期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅８２０１４年８月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＡｕｇｕｓｔ２０１４时效对铸造Cu-15Ni-8Sn合金组织与性能的影响周允红，周晓龙，曹建春，王潘攀，樊勇军（昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明　６５００９３）摘要：对铸造Ｃｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎ合金进行均匀化处理和固溶处理后，研究了时效温度和时效时间对合金硬度和导电率的影响。通过对显微组织以及硬度和导电率的变化分析结果表明，时效时间和时效温度对Ｃｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎ合金的硬度和导电率都有较大影响，并确定了Ｃｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎ合金最佳时

2、效时间是５ｈ，最佳时效温度是４２５℃。关键词：Ｃｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎ铸造合金；时效处理；显微组织；硬度；导电率中图分类号：TG156．1；TG164．1文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）08-0096-05EffectofagingprocessonmicrostructureandpropertiesofCu-15Ni-8SncastalloyＺｈｏｕＹｕｎｈｏｎｇ，ＺｈｏｕＸｉａｏｌｏｎｇ，ＣａｏＪｉａｎｃｈｕｎ，ＷａｎｇＰａｎｐａｎ，ＦａｎＹｏｎｇｊｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎ

3、ｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００９３，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＥｆｆｅｃｔｏｆａｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅｏｎｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎｃａｓｔａｌｌｏｙｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄａｆｔｅｒｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｏｌｕｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｗｅｒｅａ

4、ｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｏｔｈｏｆｔｈｅａｇｉｎｇｔｉｍｅａｎｄａｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈａｖｅａｇｒｅａｔｅｒｉｍｐａｃｔｏｎｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅＣｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎａｌｌｏｙｓ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌａｇｉｎｇｔｉｍｅｉｓ５ｈａｎｄｏｐｔｉｍａｌａｇｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ４２５℃．Keywords：Ｃｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎｃａｓｔａｌｌｏｙｓ；ａｇｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｈａｒｄｎｅｓｓ；ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙＣｕ

5、-１５Ｎｉ-８Ｓｎ合金具有高强度、高弹性、抗腐蚀及１　试验材料与方法无毒等特点，作为替代铍青铜制作弹性材料而被广泛试验材料为原始铸态Ｃｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎ合金，试样大［１-３］应用。其次，由于优良的抗压耐磨和自润滑减摩小为１０ｍｍ×２０ｍｍ×３０ｍｍ。为了消除铸锭浇注凝效果，也被用作模具材料和用来制造强负载下使用的固过程中产生的枝晶偏析，以及久置（即自然时效）所［４-５］轴承。除此之外，源于Ｃｕ-１５Ｎｉ-８Ｓｎ合金良好的电产生的成分不均匀性，对铸态试样进行均匀化处理：将接触性以及可靠的稳定性，被认为是一类很有发展前试样随炉升温至８

6、２０℃，保温１０ｈ，取出后随炉冷却至［６］景的高导电高弹性铜基合金而受到关注。然而，在［１２］室温。同时，为获得Ｓｎ在Ｃｕ中的过饱和固溶体，铜合金的研究和制备中，始终存在着材料强化和导电为接下来即将发生的析出强化和时效处理做准备，对性能之间的矛盾：电导率提高则强度降低，强度升高则均匀化处理后的试样进行了固溶处理：随炉升温至［７］电导率降低。因此，如何在不降低或尽可能少降低８２０℃，保温１ｈ，取出后水冷。为防止试样在加热过电导率的前提下，大幅度提高铜合金的强度，是当前研程中发生氧化，全过程样品均置放于石墨坩埚中，并在究和发展高弹性铜基

7、导电合金的焦点。为解决这一问试样上覆有活性炭粉。题，目前人们通过各种方法对其进行改进，其中热处理为探索不同时效参数对合金组织性能的影响，找［８-１１］是许多材料改进常用的方法。本文对Ｃｕ-１５Ｎｉ-出最佳时效工艺，以硬度和电导率作为评估指标，试验８Ｓｎ合金进行了时效处理，并研究了时间和温度对合采用单因素法，对时效温度、时效时间进行了优化金导电性和硬度的影响，最终确定了最佳时效工艺。研究。１）最佳时效温度的确定将固溶处理后的试样收稿日期：２０１４-０２-２６（４件）放入石墨坩埚中，并覆上活性炭粉防止试样在基金项目：云南省新材料制备与加

8、工重点实验室开放基金（ＺＤＳ２０１００１７Ｃ）；昆明理工大学分析测试基金（２０１３００２８）；昆明理工加热过程中氧化，将样品分别置于３００、３５０、４００、４５０℃大学校人才培养基金下效时１ｈ后，试样取出后空冷至室温。作者简介：周允红