【摘 要】
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Cu-Ni-Si系合金以其良好的强度、导电率和热匹配性能等特点,引起了人们的关注,被广泛应用于集成电路引线框架与电子元器件等领域。本论文对Cu-2.40Ni-0.51Si-0.14Mg（wt%）合金进行不同形变热处理制备,研究分析其对铜合金组织与性能的影响,并进行析出动力学分析。当采用460℃直接时效工艺,样品导电率随着时效时间的延长而逐渐增大,但其增大趋势随时效时间逐渐放缓,最高可达45.0%I
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Cu-Ni-Si系合金以其良好的强度、导电率和热匹配性能等特点,引起了人们的关注,被广泛应用于集成电路引线框架与电子元器件等领域。本论文对Cu-2.40Ni-0.51Si-0.14Mg（wt%）合金进行不同形变热处理制备,研究分析其对铜合金组织与性能的影响,并进行析出动力学分析。当采用460℃直接时效工艺,样品导电率随着时效时间的延长而逐渐增大,但其增大趋势随时效时间逐渐放缓,最高可达45.0%IACS。样品硬度随着时效时间的延长先增大到峰值219.2HV,然后缓慢降低。当时效时间为300min时,样品综合性能最佳,硬度为219.2HV,导电率为40.6%IACS,抗拉强度为685MPa,屈服强度为533MPa,断后伸长率为16.1%,软化温度为573℃。当采用冷轧30%+460℃时效工艺,样品导电率随时效时间的延长而逐渐增大,但其增大趋势随时效时间逐渐放缓,最高可达46.7%IACS,样品硬度随着时效时间的延长先增大到峰值240.1HV,然后缓慢降低。当时效时间为300min时,样品综合性能最佳,硬度为236.8HV,导电率为44.2%IACS。抗拉强度为744MPa,屈服强度为695MPa,断后伸长率为8.9%,软化温度为572℃。对比两种工艺所制备样品的摩擦磨损性能,发现样品的摩擦系数和磨损率均随摩擦载荷及摩擦速度的增加而提高,磨损类型从磨粒磨损为主逐渐转变为粘着磨损为主。冷轧+时效工艺所制备样品表现出了比直接时效样品更好的耐磨性。显微组织分析表明,直接时效样品的晶粒尺寸主要在3～11μm范围内分布,平均晶粒尺寸为6.3μm,δ-Ni2Si析出相颗粒尺寸主要为20～150nm。冷轧+时效样品的晶粒尺寸主要在2～10μm范围内分布,平均晶粒尺寸为5.8μm,δ-Ni2Si析出相颗粒尺寸主要为10～80nm,但也存在少量100～150nm析出相颗粒。冷轧+时效使析出相平均尺寸更小,分布更加弥散。将冷轧前后的样品分别在390℃、425℃、460℃、495℃进行不同时间的等温时效研究其相变析出动力学。通过计算获得相变动力学方程f=1-exp-中的Avrami指数n及速率常数k,并探究k与n在不同制备工艺下随温度的变化趋势,根据相变动力学方程绘出了相应的等温转变动力学TTT曲线,并计算了样品在时效过程中的平均析出激活能和阶段析出激活能。较之直接时效工艺,冷轧+时效工艺可以降低时效初期的阶段析出激活能,有助于时效初期析出相的析出。
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