《铸造技术》

文章标题:形变热处理工艺对 Cu-3.06Ti 合金组织与 性能的影响

文章作者:李婧婷 1,郭春文 1,2,王锦程 3,赵红亮 1,2,张书亚 1,2,范宇恒 1,2,董祥雷 1,
关 键 字:Cu-Ti 合金;热处理工艺;预时效;时效强化;性能
文章摘要:
Cu-Ti 合金凭借高强度、良好机械加工性能、资源丰富及成本低廉等优势,成为最具潜力替代传统铍青铜的高强弹性导电材料。 但是 Cu-Ti 合金的强度和导电率相互掣肘,常规时效工艺难以实现 Cu-Ti 合金的强导协同优化。 以热锻 Cu-3.06Ti(质量分数,%)合金为研究对象,通过设计 3 种工艺路线,结合显微硬度、拉伸性能、电导率测试及 OM、TEM、XRD 分析,优化 Cu-3.06Ti 合金形变热处理工艺,探究不同工艺条件对 Cu-3.06Ti 合金组织及性能的影响规律。结果表明,常规工艺路线Ⅰ(固溶+冷轧 86.4%+450 ℃时效 40 min)下 Cu-3.06Ti 合金的峰值硬度为 327.9 HV,此时抗拉强度为 1110.7 MPa,导电 率 为 10.55%IACS,但析 出 相 尺 寸 差 异 较 大 。 引入 双 级 时 效 工 艺 后 ,工艺 路 线Ⅱ(固溶 +20%预变 形 + 峰值 预 时 效 + 冷轧 83%+400 ℃ 二级时效)处理后合金的峰值硬度 、抗拉强度和导电率分别可达 367.6 HV、
1293.2 MPa 和 12.87%IACS,工艺路线Ⅲ(固溶 +20%预变形+欠峰值预时效+冷轧 83%+450 ℃二级时效)处理后合金的峰值硬度、抗拉强度和导电率分别可达 376 HV、1341.1 MPa 和 9.20%IACS。 研究证实,预时效阶段形成的纳米亚稳相与冷变形引入的高密度位错可以协同作用, 细化终时效过程析出的 β′-Cu4Ti 强化相并使其均匀分布, 从而实现 Cu-Ti合金强度与导电性能的同步提升。