Cu-3.2Ni-0.75Si合金的时效及再结晶行为的研究

摘要

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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第1章 绪论

1.1 前言

1.2 Cu-Ni-Si系合金的研究现状

1.3 Cu-Ni-Si系合金的设计原理

1.4 Cu-Ni-Si系合金的强化机理

1.5本课题研究的主要内容

第2 章 试验材料及方法

2.1 试验材料与流程

2.2 试验原理和方法

2.3 性能测试和组织分析

第3章 形变热处理对Cu-3.2Ni-0.75Si合金组织性能影响

3.1 冷变形对固溶态Cu-3.2Ni-0.75Si合金组织性能的影响

3.2 时效工艺对Cu-3.2Ni-0.75Si合金组织性能的影响

3.3 固溶态Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效动力学分析

3.4 冷变形对Cu-3.2Ni-0.75Si合金时效性能的影响

3.5 本章小节

第4章 Cu-3.2Ni-0.75Si合金再结晶行为研究

4.1 退火温度对Cu-3.2Ni-0.75Si合金再结晶行为的影响

4.2 退火时间对Cu-3.2Ni-0.75Si合金再结晶行为的影响

4.3 变形量对Cu-3.2Ni-0.75Si合金再结晶行为的影响

4.4 变形量对Cu-3.2Ni-0.75Si合金再结晶动力学的影响

4.5本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果