磷青铜即锡磷青铜虽是一种古老的合金但目仍是使用最声泛的一种导电弹性材料来人们越来越多地发现形变强化后的锡磷青铜再经过低温退火处理时可以产生强化效应尤其是使弹性极限得到提高这对于提高弹性件的性能是极为可贵的。

随着电子仪表及家用电器工业的飞速发展对导电弹性材料的性能提出了更高、更苛刻的要求因此这一强化效应引起人们的极大关注在国外已将此作为强化合金的一种手段应用于生产目国内对低温退火强化还认识不足仅是把它作为消除应力退火对其工艺参数选择等方面很少重视本文的目的在于研究锡磷青铜在低温退火过程中组织性能的变化规律及影响因素为制定合理的低温退火强化工艺提供理论依据并对低温退火强化机理进行了探讨

磷青铜试验材料及方法

试验用料为不同变形童的冷轧带材厚度均为02其化学成分如表1所示为了保证不同变形量的试样原始状态一致在达到试验要求的各变形量均进行了50变形50℃再结晶退火处理以消除其它因家的影响试验是将不同变形量的试样分别在盐浴或油炉中以每25℃一个间隔从100℃加热到350℃保温1小时而后进行内5几占等机械性能以及电阻线线宽正电子寿命和耐蚀性能试验组织观察是用H70型透电镜加速电压ZKV

磷青铜低温退火温度对性能的影响

不同变形量的合金经低温退火后机械性能的变化如图1所示从图1()可以看出随着退火温度的升高明显升高在20卜250℃退火时出现峰值随着变形量的增加峰值温度向低温偏移低温退火温度对抗拉强度的影响图1()与弹性极限的变化规律基本一致但强化程度不如显著将、几与退火温度变形量的关系进行回归分析结果表明低温退火温度对几与气的影响不同温度对气的影响更显著可见低温退火主要是提高了材料抵抗微量塑性变形的能力图1()为低温退火温度对延伸率占的影响将退火与未经退火试样的延伸率占进行比较可以看出变形小于50的合金通火后延伸率不仅未降低反而有所提高只有变形90的合金延伸率才明显下降

磷青铜电阻率

在低温退火过程中随着温度的升高使缺陷减少(主要是点缺陷)电阻率下从图2可见在低好20℃退火时电阻率随温度升高而下降但高于20℃则出现异常电阻率反而上升变形童大于50的合金温度升高到225℃以上时电阻率又开始下降图中还表明随着变形量的增加电阻率升高但变形90皆合金电阻率却突然下降这是由于变形量大于70的合金组织中形成了明显的高(110)[1121织构使电阻率呈现各向异性故沿轧制方向电阻率下降所致

磷青铜耐蚀性能

选用90变形和90变形后再经20℃1小时退火的两种试样进行耐蚀试验结果如表2所示从表中可知低温退火后的试样在INHZ;和3NCI介质中的耐蚀性能比变形状态有明显地提高在5HCI介质中耐蚀性没有明显的变化由此可见Q65一01磷青铜合金低温退火后不仅机械性能得到提高而且耐蚀性能也得到改善

低握退火时间对性能的影响将60变形的试样在不同温度下退火先别保温3060120240分钟后其弹性极限`加变化如图3所示从图3可见随退火时间的延长弹性极限增加达到峰值后再延长保温时间外加下降达到峰值的时间与退火温度有关温度越高达到峰值所需要的时间越短。175℃退火时达到峰值需要120分钟而200℃退火仅需要60分钟

低温退火过程中微观组织变化及强化机理

低温退火强化机理多来各国学者对-C一A合金低温退火强化机理的研究做了大量的工作-3但还存在许多分歧而对锡磷青铜的研究较少本文在工艺试验的基础上又进一步测定了低温退火过程中X线线宽正电子平均寿命的变化利用透电镜进行了大量的组织观察初步搞清了轧制变形的QS65-01磷青铜合金低温退火过程中微观组织的变化和产生强化的机理

结果表明在弹性极限外5达到峰值的温度20℃退火时线线宽与变形态相比并未明显变宽如表3所示说明在低温退火过程中虽然变形时产生的内应力有所消除但又有新的应力产生使合金内总体应力值并未减少而是发生了重新分布正电子咬P平均寿命随退火温度的变化规律与电阻率相似在175一200℃退火时也出现异常随着退火温度的升高、上升结合电镜观察发现出现异常的原因是由于正电子对溶质原子有较大的亲合性闷正电子在溶质富聚区烟没及偏聚区周围存在的应变场均会使得正电子寿命值上升