【引言】

       Cu-Ni-Si型合金是一種低合金化、高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、高硬度的銅合金。CuNi₂Si合金的強(qiáng)度可達(dá)400 MPa以上，而CuNi₃Si合金的強(qiáng)度甚至可超過600 MPa，同時(shí)具有20 MS/m以上的電導(dǎo)率。這些特性使得這兩種合金在電氣工程中廣泛應(yīng)用，如集成電路板、連接器、汽車工業(yè)、烙鐵頭和其他用于電阻焊的元件的材料。所有這些應(yīng)用都需要高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度和耐高溫降解的機(jī)械性能。

【成果介紹】

       Peter Sláma等人研究了熱處理(退火、淬火、老化)對(duì)CuNi₃Si合金組織和力學(xué)性能的影響。CuNi₃Si合金具有良好的導(dǎo)電性、熱擴(kuò)散率和良好的機(jī)械性能。熱處理對(duì)機(jī)械性能、電導(dǎo)率和熱擴(kuò)散率都有深刻的影響。Peter Sláma等人采用不同熱處理工藝，在光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡下對(duì)試樣進(jìn)行觀察。采用維氏硬度計(jì)對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)定。使用LINSEIS的熱擴(kuò)散/導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀LFA 1000，采用激光閃光法測(cè)量了熱擴(kuò)散系數(shù)。試樣硬度在70 ~ 250 HV10之間。它們的導(dǎo)熱系數(shù)在72到162 W/m.K之間。硬度Z低的淬火試樣導(dǎo)熱系數(shù)Z低。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1熱處理后的微觀結(jié)構(gòu)。蝕刻，1000倍放大 

圖2老化樣品的微觀結(jié)構(gòu)。蝕刻，1000倍放大。

圖3 老化溫度下的維氏硬度HV10和熱導(dǎo)率l

圖4 退火和老化試樣顯微組織的掃描電鏡圖。標(biāo)本已被蝕刻

【結(jié)論】

       Peter Sláma等人研究了熱處理(退火、淬火、老化)對(duì)CuNi₃Si合金試樣組織、硬度和導(dǎo)熱系數(shù)的影響。淬火后退火(老化)試樣的硬度和導(dǎo)熱系數(shù)有相似的變化趨勢(shì)。隨著時(shí)效溫度的升高，硬度和導(dǎo)熱系數(shù)均增大，直至?xí)r效溫度達(dá)到550℃。在550℃條件下，試樣的硬度和導(dǎo)熱系數(shù)Z大(250 HV10, 162 W/m.K)。相應(yīng)的電導(dǎo)率為38.5% IACS。在650℃溫度下發(fā)生過時(shí)效和析出物粗化，兩者值均相應(yīng)降低。導(dǎo)熱系數(shù)的降低更為顯著。硬度下降到Z大值的62%，導(dǎo)熱系數(shù)下降到Z大值的94%。淬火后的試樣硬度和導(dǎo)熱系數(shù)Z低(在900℃和1000℃淬火后)。在另外兩種氣冷和爐冷退火試樣中，硬度與導(dǎo)熱系數(shù)之間沒有正比關(guān)系。氣冷試樣硬度明顯高于爐內(nèi)冷卻試樣，但電導(dǎo)率明顯低于爐內(nèi)冷卻試樣。這些結(jié)果在鑄態(tài)熱處理試樣上進(jìn)行了測(cè)量。老化試樣的硬度和電導(dǎo)率之間可能會(huì)有類似的相關(guān)性，但在這種情況下硬度值會(huì)更高。