钛硅黄铜中Si含量对凝固组织及力学性能的影响

摘要

通过熔体反应法制备了不同Si含量的钛硅黄铜,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钛硅黄铜中硬质相的物相组成及三维形貌演变规律进行表征,分析Si含量对钛硅黄铜凝固组织的影响,并结合硬度及拉伸性能检测研究钛硅黄铜中微观组织与力学性能之间的关联性机制。结果表明,随着Si含量的增加,钛硅黄铜中合成硬质相的种类由片状枝晶状Al Cu_(2)Ti与六棱柱状Ti_(5)Si_(3)向多面体状Ti_(5)Si_(4)演变,硬质相的体积分数呈现先增加后趋于稳定的趋势;当Si添加量为1.5%(质量分数)时,大量未反应的Si元素促进了γ相基体的出现,合金基体由单一β相转变为β+γ相。Si含量在0.25%~1.5%(质量分数)变化时,钛硅黄铜的抗拉强度和硬度均随着Si含量的增加而持续增加,断后伸长率呈现先升高后降低的趋势,研究认为γ相的出现是合金断后延伸率下降的主要原因;在Si含量为1.0%(质量分数)时,钛硅黄铜的强塑性出现最佳配合,抗拉强度为(551±21) MPa,屈服强度为(276±16) MPa,断后伸长率为6.8%±0.3%。