【摘 要】
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铜基弹性合金作为一种功能材料,凭借其高强度、高弹性及优良的导电性能,广泛应用于电子电气、仪器仪表、机械、化工等领域。本文所研究的Cu-Zn-Sn-Ni合金是一种性价比高的新型高性能弹性铜合金。在普通黄铜的基础上加入少量Sn、Ni等元素形成的复杂锡镍黄铜具有性能好、成本低、绿色环保、加工工艺简单等特点,可以部分替代锡磷青铜和铍青铜在电子元器件等弹性材料中的应用。本文研究了 Cu-Zn-Sn-Ni合金
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铜基弹性合金作为一种功能材料,凭借其高强度、高弹性及优良的导电性能,广泛应用于电子电气、仪器仪表、机械、化工等领域。本文所研究的Cu-Zn-Sn-Ni合金是一种性价比高的新型高性能弹性铜合金。在普通黄铜的基础上加入少量Sn、Ni等元素形成的复杂锡镍黄铜具有性能好、成本低、绿色环保、加工工艺简单等特点,可以部分替代锡磷青铜和铍青铜在电子元器件等弹性材料中的应用。本文研究了 Cu-Zn-Sn-Ni合金的热变形行为、冷变形和退火热处理工艺。通过对热压缩变形后、冷变形和热处理后材料组织性能的分析,确定了 Cu-Zn-Sn-Ni合金合理的制备生产工艺参数,可为实际生产提供理论依据。论文得出如下的研究结果:1.根据热压缩变形的流变应力-应变曲线研究了 Cu-Zn-Sn-Ni的热变形行为,结果表明Cu-Zn-Sn-Ni是正应变速率敏感材料,并由Arrhenuis方程计算出了 Cu-Zn-Sn-Ni合金的本构方程。同时,以动态材料模型（DMM）理论为基础,结合Prasad加工图理论,建立了 Cu-Zn-Sn-Ni合金在660-900℃,0.01s-1-10s-1时的热加工图。结合动态失稳图和功率耗散图,当真应变为0.6时,适宜热轧开坯的温度为800-900℃,变形速率0.01-0.1s-1。2.对Cu-Zn-Sn-Ni合金在不同变形量（0-83.3%）下进行冷轧变形,得到了合金的加工硬化曲线。通过对退火后不同变形量试样的抗拉强度、延伸率、硬度及电导率进行测试和组织观察,确定了合金的再结晶温度。结果表明,合金在冷加工后,会发生明显的加工硬化现象。在常温下变形量达到80%时,其强度可达590MPa,维氏硬度可达186,延伸率为5.6%,导电率为28.2%IACS。合金的抗拉强度、维氏硬度随着变形量的增大,呈先增大后趋于稳定的趋势。而伸长率、电导率与变形量呈相反的变化规律。3.通过对不同变形量合金抗拉曲线的拟合分析,得到了 Cu-Zn-Sn-Ni合金的抗拉强度随变形量的变化规律。根据拟合曲线和实际曲线,确定了不同变形量下合金开始发生再结晶的温度,随变形量程度增大,合金的再结晶温度降低,80%变形量的Cu-Zn-Sn-Ni合金开始再结晶温度为400-450℃。80%变形量合金合适的中间再结晶退火温度和时间为 500℃、1h。
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