張 勇,岳麗娟,焦曉亮
(西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司稀有金屬特種材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,寧夏 石嘴山 753000)
C17410(Cu-Co-Be)屬于低鈹合金[1],是目前使用較廣的低鈹合金之一,由于具有良好的成型性以及較高的導(dǎo)電率和力學(xué)性能,且生產(chǎn)成本較低(其中含鈹量0.15%~0.5%,含鈷量0.35%~0.6%),在近幾年,逐漸替代了大部分的C17510合金。C17410帶材最終配備在高端產(chǎn)品如汽車(chē)、手機(jī)、電腦等精密設(shè)備。材料的力學(xué)性能對(duì)客戶(hù)使用起著至關(guān)重要的作用。
本文主要對(duì)材料施加不同的加工率,再配合時(shí)效工藝,研究材料在不同的變形量和不同的時(shí)效溫度下的力學(xué)性能的變化。以期繪制時(shí)效硬化曲線(xiàn),為工業(yè)化生產(chǎn)提供指導(dǎo)意義[1-3]。
C17410低鈹合金中含鈹量較低(是QBe2.0或C17200的1/5),含鈷量與17200類(lèi)似,C17410低鈹材料的力學(xué)性能。
表1 化學(xué)成分(%)
由于需要系統(tǒng)的研究C17410的時(shí)效工藝,所以對(duì)加工率的選擇盡量完整,選擇10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%七個(gè)加工率進(jìn)行研究。
選取440℃和480℃兩個(gè)時(shí)效溫度[2],2h,4h,6h,8h四個(gè)時(shí)效時(shí)間對(duì)C17410進(jìn)行時(shí)效,觀察材料性能變化情況
表2 時(shí)效性能
30% 200.67 40% 208 50% 211 60% 213.67 70% 217 10% 190 440℃×6h 20% 197.33 30% 202.33 40% 215 50% 207.67 60% 205.33 70% 216.67 10% 190 440℃×8h 20% 198.67 30% 199.67 40% 218.33 50% 209.33 60% 217.33 70% 217 10% 186 480℃×2h 20% 189 30% 197.67 40% 200.33 50% 206 60% 212 70% 213.33 10% 185 480℃×4h 20% 778.33 30% 196.67 40% 204.67 50% 209.33 60% 201.33 70% 195.67 10% 181.33 480℃×6h 20% 180.33 30% 179.33 40% 185.67 50% 170.67 60% 175.67 70% 161 10% 183 480℃×8h 20% 185 30% 188.33 40% 189.33 50% 179.33 60% 172.33 70% 167.67
圖1 時(shí)效后力學(xué)性能對(duì)比
(1)440℃不同時(shí)效時(shí)間結(jié)論
①440℃×2h時(shí)效工藝下,隨著加工率增大,硬度增加[3],但加工率大于67%時(shí),硬度基本趨于穩(wěn)定,硬度最高值達(dá)到HV:224,硬度符合ASTM中HT/2的要求;②440℃×4h時(shí)效工藝下,隨著加工率增加,硬度增加,且加工率>78%時(shí),硬度仍有上升趨勢(shì),加工率78%時(shí)HV:217,這一時(shí)效工藝下并未做到峰值,但硬度值滿(mǎn)足ASTM中HT/2要求;③440℃×6h時(shí)效工藝下,隨著加工率增加,硬度增加,但加工率>45%,隨著加工率增加,硬度開(kāi)始下降,加工率>67%,隨著加工率增加,硬度率開(kāi)始增加,這樣上升下降偏差在10個(gè)點(diǎn)左右,這一時(shí)效工藝下HV:216,滿(mǎn)足ASTM中HT/2的要求;④440℃×8h時(shí)效工藝下,隨著加工率增加,硬度增加,這一時(shí)效工藝下HV:218,滿(mǎn)足ASTM中HT/2的要求;⑤在440℃不同時(shí)效時(shí)間下,加工率>67%,時(shí)效時(shí)間2h可以得到硬度最高的材料,隨著時(shí)間的增加,加工率>45%,硬度基本趨于穩(wěn)定。
(2)480℃不同時(shí)效時(shí)間結(jié)論
①480℃×2h時(shí)效工藝下,隨著加工率的增加,硬度增加,硬度最高值達(dá)到HV:213,滿(mǎn)足ASTM中HT/2的要求;②480℃×4h時(shí)效工藝下,隨著加工率的增加,硬度增加,但加工率>56%時(shí),隨著加工率增大,硬度下降,最高峰值HV:209,滿(mǎn)足ASTM中HT/2的要求;③480℃×6h時(shí)效工藝下,隨著加工率增加,硬度增加,加工率>45%后,隨著加工率增加,硬度降低,下降幅度較大,硬度最高值達(dá)到HV:189,滿(mǎn)足ASTM中HT/2的要求;④480℃×8h時(shí)效工藝下,隨著加工率,硬度增加,加工率>45%后,隨著加工率增加,硬度降低,下降幅度較大,硬度最高值達(dá)到HV:185,滿(mǎn)足ASTM中HT/2的要求;⑤在480℃時(shí)效溫度下,同一加工率下,隨著時(shí)間的增加,硬度下降,加工率越大,下降幅度越大。