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高导高强铜基合金以其优异的综合性能,广泛应用于导电结构件、引线框架等多个领域,Cu-(Ni、Co)-Be系铜合金具有很好的时效强化效应,是铜基合金材料中使用颇多的,也是当今铜基合金中研究的热点。但由于该系合金中加入的Be元素在加工过程中损害人的身体健康,并且对环境造成严重的污染,因而本课题设计了一种主加Co元素和选加Zr、Si、Ti、稀土等元素的铜合金,名义合金成分为Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr,能实现绿色环保无污染,对该种铜合金进行热处理,实现多元复合强化的效果,满足引线框架用材料高导高强的性能使用要求。对Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金进行固溶、时效及冷变形工艺处理,采用硬度计、涡流导电仪、拉伸试验机测试合金的硬度、电导率、强度,运用金相显微镜(OM)观察合金的金相组织,研究合金在不同处理工艺条件下的组织和性能,确定该合金的热处理工艺参数。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)等手段,研究合金时效过程中的时效析出规律,利用DigitalMicrograph软件及PDF卡片确定合金的时效析出相,揭示了该合金的时效强化机理。主要研究成果如下:将热锻后的Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金进行980℃×2h固溶(水冷)+510℃×3h时效(空冷)处理,合金的布氏硬度为198.2HB,电导率为47.9%IACS(27.8MS/M),合金的抗拉强度为658.5MPa,屈服强度为560.1MPa,延伸率为12.9%。合金经980℃×2h固溶处理后,进行不同变形量的冷变形处理,随着冷变形量的增加,合金时效后的硬度和强度不断增加。合金经980℃×2h固溶(水冷)+60%拉拔变形+480℃×2h时效(空冷)处理后,合金的布氏硬度为225.5HB,电导率为45.9%IACS(26.6MS/M),抗拉强度为738.2Mpa,屈服强度为699.7MPa,延伸率为11.6%,合金经拉伸断裂后表现为韧性断裂,断口呈韧窝状,合金的晶粒因冷拉变形呈现细条状,且晶粒中存在交错孪晶。合金经980℃×2h固溶(水冷)处理后,分别在510℃下进行8min、0.5h、1 h、2 h、3 h、4 h、6 h、8 h时效(空冷)处理,选取8min、3h、8 h时效处理合金试样进行透射电镜分析。8min时效合金的透射电镜明场像表现为波纹状的应变衬度,且透射电镜的衍射花样呈现卫星斑,结合8min、3h合金X衍射图呈现的边带效应变化,确定Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金在时效初期为调幅分解。Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金的时效过程中共经历三个阶段:在时效初期,调幅分解逐渐形成G.P区;随着时效时间的延长或时效温度的升高,G.P区开始长大并逐渐转变为中间过渡相,过渡相与基体共格,在基体上形成瓣状的共格应力场;当合金进入时效后期(过时效阶段),中间过渡相转变为具有特定晶体结构的析出相Co2Si,析出相与基体的共格关系被打破,合金的硬度下降。对时效510℃×3h后的合金进行微观分析,发现同时存在有序相、与基体共格的中间过渡相和Co2Si相,可确定合金的时效过程为连续时效析出,Cu-1.96Co-0.45Si-0.07Zr合金为典型的时效强化型合金。