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08期：技術(shù)‖ 銅合金材料的熱處理（日本）
來源:
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作者:pmo0cbdb2
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發(fā)布時間: 2018-06-20
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銅合金作為有著古老傳統(tǒng)歷史的材料，它的地位一直以來感覺比較穩(wěn)定，但最近的10年左右，特別是受到其他新材料對銅產(chǎn)品的強(qiáng)烈競爭，甚至有可能被代替的事情被曝光。在這樣的背景下，因?yàn)殂~有著其他元素沒有的特性，為了工業(yè)技術(shù)的發(fā)展要求有更高的可能性，合金的改良，開發(fā)要極為認(rèn)真的進(jìn)行。
特別是對合金的使用條件很嚴(yán)格，對性能的要求也是過去沒有過的嚴(yán)格，左右合金性能的熱處理有必要進(jìn)行充分的考慮，除了很多問題點(diǎn)。本稿對銅合金的熱處理實(shí)際上應(yīng)該留意的事項(xiàng)，和成為最近話題的幾個問題進(jìn)行闡述。
熱處理的概要
說到銅合金熱處理的大致分類，主要有以下3種：1）為了平衡鑄錠的偏析和除去鑄造形變，在很高的溫度加熱后慢慢冷卻的均熱處理。2）退火處理。3）時效處理。但需要注意的是，其中的2)和3)主要用于變形合金。
銅合金的退火處理是把由于冷加工（或者是熱加工）而硬化的材料在某種溫度下加熱一定的時間。由于在某些退火的條件下形成的位錯重排而導(dǎo)致的多邊形化，所謂的回復(fù)，或者形成新的再結(jié)晶核心，那個長大之后形成的全新結(jié)晶粒作為一個加工組織產(chǎn)生再結(jié)晶，材料就完全的軟化了。
雖然經(jīng)過加工，合金也能變硬，但經(jīng)過適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚砜梢缘玫礁鞣N硬度的材料。
說起再結(jié)晶，有“一次再結(jié)晶”和那之后晶粒產(chǎn)生異常生長的所謂”二次再結(jié)晶”兩種。這些都是自古以來就有的熱處理。最近比較著名的是時效處理，經(jīng)過時效處理可以得到高強(qiáng)度的合金，或者開發(fā)強(qiáng)度、導(dǎo)電率兩者兼?zhèn)涞男潞辖稹?/span>
也就是說，在狀態(tài)圖里固體溶解度從高溫到低溫減少的過程中，在高溫下形成均一固溶體（這個操作叫做熔體化處理），那之后讓它驟冷（淬火）形成過飽和固溶體。將這個在室溫下放置（自然時效）銅合金的話在200到300度中間稍高的溫度下保持一定時間（人工時效）后，在基體中形成溶質(zhì)原子的集合體（G.P.區(qū)），同時與“平衡相”結(jié)晶構(gòu)造不同的“中間遷移相”均勻分散開來。因?yàn)椤癎.P.區(qū)”或者中間相粒子會造成位錯運(yùn)動的障礙，屈服應(yīng)力上升引起硬化。這也就是所說的時效硬化。雖然固溶后溶質(zhì)原子的電阻是大大增大了，但由于提取粒子對電阻的增大完全不起作用，所以這可以作為獲得高強(qiáng)度導(dǎo)電材料的一種方法。總的來說，時效處理對銅合金來說是非常有用的處理。
特別是對合金的使用條件很嚴(yán)格，對性能的要求也是過去沒有過的嚴(yán)格，左右合金性能的熱處理有必要進(jìn)行充分的考慮，除了很多問題點(diǎn)。本稿對銅合金的熱處理實(shí)際上應(yīng)該留意的事項(xiàng)，和成為最近話題的幾個問題進(jìn)行闡述。
熱處理的概要
說到銅合金熱處理的大致分類，主要有以下3種：1）為了平衡鑄錠的偏析和除去鑄造形變，在很高的溫度加熱后慢慢冷卻的均熱處理。2）退火處理。3）時效處理。但需要注意的是，其中的2)和3)主要用于變形合金。
銅合金的退火處理是把由于冷加工（或者是熱加工）而硬化的材料在某種溫度下加熱一定的時間。由于在某些退火的條件下形成的位錯重排而導(dǎo)致的多邊形化，所謂的回復(fù)，或者形成新的再結(jié)晶核心，那個長大之后形成的全新結(jié)晶粒作為一個加工組織產(chǎn)生再結(jié)晶，材料就完全的軟化了。
雖然經(jīng)過加工，合金也能變硬，但經(jīng)過適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚砜梢缘玫礁鞣N硬度的材料。
說起再結(jié)晶，有“一次再結(jié)晶”和那之后晶粒產(chǎn)生異常生長的所謂”二次再結(jié)晶”兩種。這些都是自古以來就有的熱處理。最近比較著名的是時效處理，經(jīng)過時效處理可以得到高強(qiáng)度的合金，或者開發(fā)強(qiáng)度、導(dǎo)電率兩者兼?zhèn)涞男潞辖稹?/span>
也就是說，在狀態(tài)圖里固體溶解度從高溫到低溫減少的過程中，在高溫下形成均一固溶體（這個操作叫做熔體化處理），那之后讓它驟冷（淬火）形成過飽和固溶體。將這個在室溫下放置（自然時效）銅合金的話在200到300度中間稍高的溫度下保持一定時間（人工時效）后，在基體中形成溶質(zhì)原子的集合體（G.P.區(qū)），同時與“平衡相”結(jié)晶構(gòu)造不同的“中間遷移相”均勻分散開來。因?yàn)椤癎.P.區(qū)”或者中間相粒子會造成位錯運(yùn)動的障礙，屈服應(yīng)力上升引起硬化。這也就是所說的時效硬化。雖然固溶后溶質(zhì)原子的電阻是大大增大了，但由于提取粒子對電阻的增大完全不起作用，所以這可以作為獲得高強(qiáng)度導(dǎo)電材料的一種方法。總的來說，時效處理對銅合金來說是非常有用的處理。
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