不同熱處理下ZCuSn10P1合金冷熱疲勞性能研究.pdf

1、本文采用自約束全自動冷熱疲勞試驗機,以ZCuSn1OP1合金為研究對象,通過光學顯微鏡、掃描電鏡等儀器檢測了由于外界溫度漲落在材料內部產生的熱應力而造成的裂紋萌生及其擴展機制。首先對ZCuSn10P1合金進行不同的熱處理工藝,然后通過跟蹤、觀察不同循環(huán)次數(shù)下不同處理工藝ZCuSn10P1合金的裂紋萌生位置及擴展路徑,分別研究了ZCuSn10P1合金在20℃～500℃的冷熱疲勞性能及裂紋擴展速率,不同升溫時間及不同上限溫度對ZCuSn10

2、P1合金冷熱疲勞性能的影響和實驗過程中ZCuSn10P1合金的氧化行為。并且,利用Ansys軟件對試驗中20℃←→500℃溫度場和應力場進行了模擬。
　　 在本研究條件下,得出以下主要結論:
　　 熱處理方式選擇為630℃保溫50min后空冷和630℃保溫50min后水淬。熱處理后,晶間δ相比鑄態(tài)的要少,結晶組織細密,合金中出現(xiàn)熔化孔洞及重熔組織,除使合金不致密外,還會使晶粒間的結合力降低,力學性能明顯下降。第二相中的S

3、n含量變少,這表明,熱處理后已消除錫偏析現(xiàn)象,錫已均勻的分散于銅基體中。裂紋首先都是在試樣缺口附近的缺陷處產生,然后逐漸擴展到應力集中區(qū)域,也就是缺口處。熱處理后的試樣抗疲勞性能要好于鑄態(tài)試樣,而對于630℃保溫50min后水淬的試樣抗疲勞性能最佳。原因就在于減少了δ相,基本消除偏析現(xiàn)象,塑性增大,并且裂紋擴展?jié)M足L=bNa,裂紋擴展速率v=bNa-1。熱處理前后物相沒什么變化,只是峰的強度有所改變,表明對應的元素晶格密度和結晶度不同。