Cu-3.2Ni-0.75Si合金的时效及再结晶行为的研究

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Cu-Ni-Si合金经合适的热处理工艺之后具有高的强度硬度及良好的导电性能。由于其优异的综合性能,在大规模集成电路的引线框架材料中得到了广泛的应用。国内外研究人员针对其不同工艺条件下的组织、性能进行了研究与分析。  本文以 Cu-3.2Ni-0.75Si合金为研究对象,开展了 Cu-3.2Ni-0.75Si合金在不同冷变形条件下的时效工艺,利用硬度测量、导电率测量、金相分析和高分辨透射电镜分析等试验方法对 Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效过程中的性能与组织的变化及其动力学行为进行了分析;并对 Cu-3.2Ni-0.75Si合金进行分级时效及冷变形处理,研究了退火过程中冷变形、温度、时间对合金再结晶行为的影响,探索了Cu-3.2Ni-0.75Si合金的热处理工艺参数。  结果表明:固溶态的Cu-3.2Ni-0.75Si合金经过合适的时效处理后,在500℃保温6h的条件可以获得较好的综合性能,其显微硬度为321HV,导电率为34%IACS;通过分析固溶态 Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效过程中导电率的变化,推导出在不同热处理温度下的相变动力学方程和导电率方程,如该合金在520℃的相变动力学方程为φ=1-exp(-0.3716t0.6370),导电率方程为δ=14.72+15.21[1-exp(-0.3716t0.6370)]。对固溶处理后的 Cu-3.2Ni-0.75Si合金进行不同冷塑性变形后再经不同热处理工艺的时效处理,经过80%冷塑性变形合金在480℃保温4h后具有较佳的综合性能,其导电率为29.54%IACS,硬度为308HV。Cu-3.2Ni-0.75Si合金经二级时效变形后,经不同热处理温度的退火后,提高退火温度和增加冷塑性变形量可以加速 Cu-3.2Ni-0.75Si合金的再结晶过程;冷塑性变形降低了 Cu-3.2Ni-0.75Si合金的软化温度和再结晶温度,如合金经40%冷变形的再结晶温度在550℃左右,而经80%冷变形合金的再结晶温度在500℃左右;Cu-3.2Ni-0.75Si合金随着冷塑性变形量的增大, Cu-3.2Ni-0.75Si合金的再结晶激活能降低。  本文的研究结果建立了对该成分合金的理论基础,为以后进一步拓宽该合金的理论研究提供了基础,对该合金的实际生产具有一定的指导意义。
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