【摘 要】
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Cu-Ti合金具有极佳的强度、抗应力松弛、抗高温软化、抗疲劳以及耐蚀等多种性能,当含Ti 1-5 wt.%时,合金的力学性能与物理性能可与“有色弹性材料之王”Cu-Be合金相当,在电器弹性元件与电气领域有着宽阔的应用前景。但该合金存在导电率较低的问题,本课题通过添加Fe、Sn微量合金元素并对生成合金进行固溶、冷变形时效、再时效处理的方法,以提高Cu-Ti合金的导电率。采用真空熔炼法制备了Cu-3T
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Cu-Ti合金具有极佳的强度、抗应力松弛、抗高温软化、抗疲劳以及耐蚀等多种性能,当含Ti 1-5 wt.%时,合金的力学性能与物理性能可与“有色弹性材料之王”Cu-Be合金相当,在电器弹性元件与电气领域有着宽阔的应用前景。但该合金存在导电率较低的问题,本课题通过添加Fe、Sn微量合金元素并对生成合金进行固溶、冷变形时效、再时效处理的方法,以提高Cu-Ti合金的导电率。采用真空熔炼法制备了Cu-3Ti-0.2Fe-x Sn四元合金,研究了添加不同Sn含量合金及其经过固溶、冷变形时效、再时效后的组织与性能变化,确定了合金性能优化的Sn添加量;对Cu-3Ti-0.2Fe-Sn合金进行了固溶、冷变形及时效等加工处理,确定了优化的加工工艺参数。研究得出如下结果:（1）添加Sn含量分别为0、0.2 wt.%、0.5 wt.%、1.0 wt.%的Cu-3Ti-0.2Fex Sn四组试验合金均经过850℃固溶240 min,经60%冷变形450℃时效后,通过90%冷变形再时效处理,发现合金中添加Sn元素可使处理后的合金硬度增大,Cu-3Ti-0.2Fe-x Sn（0、0.2、0.5、1.0wt.%）合金峰值硬度分别为290.13 HV、334.2 HV、339.7 HV、333.3 HV。（2）四组试验合金均经过90%终冷轧后再时效后,添加Sn含量的Cu-3Ti-0.2Fe-x Sn合金较冷变形时效合金的硬度与导电率有所增大,添加Sn含量为1%的Cu-3Ti-0.2Fe-Sn合金经过终冷轧再时效120 min后,合金的硬度和导电率分别达300 HV、22%IACS;合金中Sn的较优添加量为1.0 wt.%。（3）真空熔炼法制备的Cu-3Ti-0.2Fe-Sn合金铸态组织中,Ti、Sn元素形成富（Ti、Sn）相富集于枝晶间,Fe元素均匀分布于基体中;合金经850℃×240 min固溶处理后,富集于枝晶间的富（Ti、Sn）相发生溶解,此时基体中的残余相为富Fe-Ti相,由于大量Ti、Sn元素固溶进铜基体中,Cu-3Ti-0.2Fe-Sn合金的导电率和硬度均相应降低;相比于铸态,固溶态合金的导电率下降了6.27%IACS,硬度降低75.8 HV。（4）Cu-3Ti-0.2Fe-Sn合金经过固溶温度优化,确定其固溶工艺为850℃×240 min;在时效前选择变形量分别为0、40%、60%、80%对合金进行冷变形,合金60%形变时效时相较于其他形变量时效,在长时间时效过程中具有较优异的硬度与导电率。后研究时效温度（400℃、450℃、500℃）对该合金性能的影响时,发现冷变形量为60%、温度为450℃时效480 min时,合金的硬度和导电率分别达到310.2 HV,18.59%IACS;合金的优化固溶、形变热处理工艺为:850℃×240 min固溶+60%冷变形+450℃时效。
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