Cu-Cr-Zr系高強高導銅合金的時效行為研究.pdf

1、隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，Cu-Cr-Zr合金因其具有高的強度與良好的導電率，得到了廣泛的關注。然而，關于Cu-Cr-Zr系合金時效行為、析出相的種類、大小分布等問題仍存在著分歧。本文研究了Cu-Cr-Zr高強高導銅合金的單級時效、雙級時效、深冷處理+時效等熱處理工藝，并進一步研究了Mg、 Si微合金化對該合金各種時效熱處理工藝的影響，基于電導率建立了Cu-Cr-Zr系高強高導合金的時效動力學方程，分析了Mg、 Si微合金化的作用機制，以

2、及深冷預處理對等溫時效動力學影響，研究結果表明:
　　(1) Mg、Si元素能夠提高Cu-Cr-Zr系高強高導銅合金的強度和導電率?；谡辉囼灠l(fā)現(xiàn)Cu-Cr-Zr合金的最佳時效工藝為410℃時效8h。此時，合金的強度為570MPa，導電率為79.1％IACS;而Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金的最佳時效工藝為430℃時效14h。此時，合金的強度為595MPa，導電率為80.4％IACS。時效后，Cu-Cr-Zr合金中的析出相為C

3、r相與Cu5Zr相，Cr相大小為50-100nm，Cu5Zr相大小為100-200nm左右;Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金中的析出相也為Cr相與Cu5Zr相，但析出相更加細小，分布的也更加均勻彌散，其中Cr相大小也為50-100nm，但Cu5Zr相大小明顯減小，其大小為50hm左右。
　　(2) Cu-Cr-Zr合金最佳的雙級時效組合為270℃預時效1h+410℃時效4h。此時，Cu-Cr-Zr合金的強度為580MPa，導電率為

4、76.9％IACS;Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金最佳的雙級時效組合為290℃預時效1h+430℃時效6h。此時，Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金的強度為615MPa，導電率為79.3％IACS。低溫預時效可以獲得高彌散分布的GP區(qū)，為隨后的時效提供了更多的形核位置，與單級時效相比能夠得到更加彌散分布析出相。
　　(3) Cu-Cr-Zr合金深冷+時效處理的最佳工藝參數(shù)為10次深冷處理+390℃時效8h，此時合金的強度為585M

5、Pa，導電率為78.9％IACS; Cu-Cr-Zr-Mg-Si合金深冷+時效處理的最佳工藝參數(shù)為15次深冷處理+410℃時效12h。此時，合金的強度為605MPa，導電率為79.2％。深冷處理使得合金內部出現(xiàn)更多的位錯等晶格缺陷，為隨后的時效提供了更多的形核位置，得到更彌散分布的析出相。
　　(4)基于差示掃描量熱分析(DSC)建立的Cu-Cr-Zr合金變溫時效動力學方程為:t=(T-298)/[T2exp(-1193/T-6.

6、3)];基于電導率建立了Cu-Cr-Zr合金等溫時效動力學方程，450℃時效的相變動力學方程:x=1-exp(-1.82t0.84)，430℃時效相的變動力學方程:x=1-exp(-1.65t0.74)，410℃時效的相變動力學方程:x=1-exp(-1.31t0.74)，390℃時效的相變動力學方程:x=1-exp(-1.23t0.88)。這兩種方法建立的時效動力學方程可以相互驗證。
　　(5)Mg、Si微合金元素的添加以及深冷