【摘 要】
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金属锡由于其优越的物理与化学性质而应用于电子通讯、医疗军事、航海航空等各种领域,其中最广泛的应用形式是与其它元素形成合金应用于焊接领域。为了适应行业的发展与环境需要,锡铅钎料逐渐被锡元素占比极高的其它钎料所取代,这些钎料的性能无疑会受到锡本身性质的影响。与传统面心、体心立方金属相比,以β-锡为代表的体心四方晶体的力学行为研究还不够完善。因此,本论文主要围绕体心四方金属展开研究,分别对纯Sn和Sn-
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金属锡由于其优越的物理与化学性质而应用于电子通讯、医疗军事、航海航空等各种领域,其中最广泛的应用形式是与其它元素形成合金应用于焊接领域。为了适应行业的发展与环境需要,锡铅钎料逐渐被锡元素占比极高的其它钎料所取代,这些钎料的性能无疑会受到锡本身性质的影响。与传统面心、体心立方金属相比,以β-锡为代表的体心四方晶体的力学行为研究还不够完善。因此,本论文主要围绕体心四方金属展开研究,分别对纯Sn和Sn-3.0Ag-0.5Cu合金进行不同应变速率以及不同应变幅下的拉伸和低周疲劳实验,利用扫描电镜深入分析和总结其典型滑移形貌特征及断裂规律。在拉伸试验中,随着应变速率增加,二者的抗拉强度与延伸率均逐渐提高,颈缩现象逐渐明显,韧窝的尺寸与数量相应增加。其中纯Sn表面滑移形貌以传统平直滑移带为主,从10-4/s应变速率开始会出现脉络状滑移带并随着应变速率的增加在滑移形貌中的占比也逐渐增加,同时在5×10-4/s应变速率下纯Sn的一些小晶粒内部出现了迷宫装滑移带,在10-3/s应变速率中,脉络状滑移带更少的样品表现出了更好的拉伸性能。断口由解理断裂逐渐向沿晶断裂演变。Sn-3.0Ag-0.5Cu合金中β-锡枝晶会优先产生形变,内部以传统滑移带为主,与断口越近这些枝晶越容易被拉长,其与共晶组织的相互作用从而形成形貌接近纯Sn拉伸和裂纹贯穿β-锡枝晶与基底相的两种断口,同时在10-4/s应变速率下合金的一些β-锡枝晶内部出现了迷宫状滑移带。在低周疲劳试验中,随着应变幅增加,二者的疲劳强度均得到了提高。其中纯Sn表面滑移形貌以波纹状滑移带为主。裂纹由波纹状滑移带主导产生晶间裂纹和穿晶裂纹,裂纹会同时或交替沿滑移带和晶间扩展。而Sn-3.0Ag-0.5Cu合金在中低应变幅中β-锡枝晶内部以传统滑移带为主,裂纹萌生于枝晶内部并沿滑移带扩展,穿过基底相形成晶间裂纹;在高应变幅下,裂纹附近形貌以波纹状滑移带为主,亚晶成为新的裂纹萌生源产生沿晶裂纹,裂纹沿亚晶界和枝晶界扩展。
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