冷变形对用于引线框架结构材料CU―NI―SI―CR―P合金性能的影响
冷塑性变形对金属性能与组织的影响
冷塑性变形对金属性能与组织的影响发表时间：2020-11-05T09:29:52.347Z 来源：《科学与技术》2020年第19期作者：陈文凤[导读] 金属的冷塑性变形可使金属的性能发生明显变化，这种变化陈文凤江苏联合职业技术学院无锡机电分院214028［摘要］金属的冷塑性变形可使金属的性能发生明显变化，这种变化是由塑性变形时金属内部组织变化所决定的。
［关键词］冷塑性变形；金属性能；影响金属的冷塑性变形可使金属的性能发生明显变化，这种变化是由塑性变形时金属内部组织变化所决定的。
一、形成纤维组织，性能趋于各向异性金属塑性变形时，在外形变化的同时，晶粒的形状也发生变化。
通常是晶粒沿变形方向压扁或拉长，如图1所示。
当变形程度很大时，晶粒形状变化也很大，晶粒被拉成细条状，金属中的夹杂物也被拉长，形成纤维组织，使金属的力学性能具有明显的方向性。
例如纵向（沿纤维组织方向）的强度和塑性比横向（垂直于纤维组织方向）高得多。
图1冷塑性变形后的组织二、产生冷变形强化冷塑性变形除了使晶粒外形变化外，还会使晶粒内部的亚晶粒尺寸碎化，位错密度增加，晶格畸变加剧，因而增加了滑移阻力，这就是冷塑性变形对金属造成形变强化，也称加工硬化的主要原因。
即随塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。
形变强化在生产中具有很重要的意义。
如图2所示为纯铜和低碳钢的强度和塑性随变形程度增加而变化的情况。
图2 纯铜和低碳钢的冷轧变形度对力学性能的影响实线——冷轧的纯铜虚线——冷轧的低碳钢．形变强化可以提高金属的强度，是强化金属的重要手段，尤其对于那些不能用热处理强化的金属材料显得更为重要。
形变强化也是工件能变织构很难消除。
生产中为避免织构产生，常将零件的较大变形量分为几次变形来完成，并进行。
第五节 冷塑性变形对金属组织结构和性能的影响
④形变织构产生
形成形变织构 （ 1 ）形变织构：多晶体材料由塑性变形导致的各晶粒呈择 优 取向的组织。 丝织构：某一晶向趋于与拔丝方向平行。（拉拔时形成） （2）常见类型 板织构：某晶面趋于平行于轧制面，某晶向趋于平
行于主变形方向。（轧制时形成） 力学性能：利：深冲板材变形控制；弊：制耳。
（3）对性能的影响 (各向异性)
物理性能：硅钢片<100>织构可减少铁损。
制耳
二、塑性变形对金属性能的影响
①金属发生塑性变形,随变形度的增大,金属的强度和硬度显著提
高,塑性和韧性明显下降。这种现象称为加工硬化,也叫形变强化。
②由于纤维组织和形变织构的形成,使金属的性能产生各向异性。
③塑性变形可影响金属的物理、化学性能。如使电阻增大,耐腐
击碎铸造柱状晶粒粗大枝晶及碳化物偏析减少晶粒细化夹杂物沿变形方向伸长形成流线组织缓慢冷却可形成带状组织力学性能提高
第五节 冷塑性变形对金属组织结构和性能的影响 1.热塑性变形：在金属的再结晶温 度以上的塑性变形加工
塑性变形
2.冷塑性变形：在金属的再结晶温 度以下的塑性变形加工
一、 冷塑性变形对金属组织结构的影响
塑性变形对金属组织和性能的影响
变形类 型 工艺方法 组织变化 性能变化 趋于各向异性； 强度提高，塑性 下降，造成加工 硬化。
冷变形
晶粒沿变形方向伸长，形成 冷轧、拉拔、冷 冷加工纤维组织；晶粒破碎， 挤压、冷冲压、 形成亚结构；位错密度增加 ； 冷镦 晶粒位向趋于一致，形成形 变织构。 焊合铸造组织中存在的气孔， 缩松等缺陷 ；击碎铸造柱状 晶粒、粗大枝晶及碳化物， 自由锻、模锻、 偏析减少，晶粒细化 夹杂物 热轧、热挤压 沿变形方向伸长，形成流线 组织，缓慢冷却可形成带状 组织
不同冷变形量对合金钢中板显微组织和力学性能的影响
不同冷变形量对合金钢中板显微组织和力学性能的影响合金钢是一种重要的材料，广泛应用于各种领域，如汽车制造、航空航天和建筑结构等。
在制造过程中，材料的冷变形是一种常见的处理方法，可以显著改善合金钢的力学性能和微观结构。
本文将讨论不同冷变形量对合金钢中板的显微组织和力学性能的影响。
首先，我们来了解一下冷变形的概念。
冷变形是指在常温下通过机械或热处理方式对材料进行塑性变形，从而改变材料的形状和性质。
冷变形可以包括冷轧、冷拔和冷挤压等方法。
在这些过程中，材料被加工成板状，因此我们将重点研究冷变形对板材显微组织和力学性能的影响。
首先，冷变形量对合金钢的显微组织有显著影响。
随着冷变形量的增加，合金钢中晶界的细化现象会发生。
这是由于冷变形使得晶界位错增多，从而促使晶界迁移并细化晶粒。
晶界细化能够提高材料的强度和硬度。
此外，冷变形还会引起位错的聚集和堆垛，进一步增强了合金钢的晶界强化效应。
因此，冷变形量的增加可以显著改善合金钢的显微组织，使其具有更好的力学性能。
其次，冷变形量对合金钢的力学性能也有重要影响。
研究表明，随着冷变形量的增加，合金钢的强度和硬度逐渐增加。
这是由于冷变形引起了晶界的细化和位错的聚集，从而增强了材料的晶界强化效应和位错固溶强化效应。
此外，冷变形还会增加有序化相的形成，进一步提高合金钢的强度。
然而，当冷变形量超过一定范围时，强度和硬度的增加趋势将会减缓。
这是由于过大的冷变形量会导致晶粒的较大变形和断裂，从而降低材料的韧性和延展性。
因此，在合金钢的冷变形过程中需要选取适当的变形量来平衡强度与韧性的要求。
此外，冷变形量对合金钢的断裂韧性也有一定的影响。
一般来说，随着冷变形量的增加，合金钢的断裂韧性呈下降趋势。
这是由于冷变形会导致晶界的细化和位错的聚集，进而导致材料的断裂路径从韧性断裂转变为脆性断裂。
因此，在合金钢的冷变形过程中需要在强化材料的同时保持其较高的断裂韧性，可以通过合理控制冷变形量和采取适当的热处理方式来实现。
引线框架材料论文引线框架材料弯曲成形性能无铅钎料时效.
引线框架材料论文：引线框架铜合金材料弯曲性能与焊接特性研究【中文摘要】本文以Cu0.1Fe0.03P、Cu3.2Ni0.75Si、Cu0.36Cr0.03Zr及Cu0.38Cr0.17Sn 0.16Zn铜合金引线框架材料为研究对象,运用数值分析方法研究了铜合金引线框架材料的弯曲成形性能,探讨了不同成分铜合金基板/无铅钎料焊点界面金属间化合物的微观组织形貌及生长动力学,分析了Cu0.38Cr0.17Sn0.16Zn/ SnAg3.0Cu0.5钎焊搭接接头剪切性能及断口形貌。
采用万能拉伸试验机对3种铜合金材料(Cu0.38Cr0.17Sn0.16Zn、Cu3.2Ni0.75Si、Cu0.1Fe0.03P)的拉伸试样进行拉伸试验,根据拉伸曲线得到数值模拟过程中所应用的屈服极限、强度极限等相关参数,然后运用Eta/Dynaform数值分析软件对铜合金框架材料的弯曲成形性能和弯曲回弹量进行分析。
结果表明,Cu0.38Cr0.17Sn0.16Zn合金的最小相对弯曲半径和回弹量最小,弯曲成形性能最好;Cu0.1Fe0.03P合金次之,Cu3.2Ni0.75Si合金最差;运用数值分析的手段分析铜合金的弯曲成形性能是可行的,为后续生产过程中对新引线框架材料的弯曲成形性能的测试提供一种更为...【英文摘要】Cu0.1Fe0.03P alloy, Cu3.2Ni0.75Si alloy,Cu0.36Cr0.03Zr alloy and Cu0.38 Cr0.17Sn0.16Zn are used as research materials in this paper. The numerical analysis method is used to study the bending forming performance of copper alloyfor lead frame materials. The intermetallic organization morphology and growth dynamics of copper alloysubstrate/lead-free solder interface intermetallic are discussesed.The shear performance and fracture morphology of Cu0.38Cr0.17Sn0.16Zn/SnAg3.0Cu0.5 brazing joints are researched...【关键词】引线框架材料弯曲成形性能无铅钎料时效界面金属间化合物剪切强度【英文关键词】Lead frame materials Bending forming Performance Lead-free solder Aging Interface intermetallic Shear strength【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】引线框架铜合金材料弯曲性能与焊接特性研究摘要2-4ABSTRACT4-5第1章绪论8-15 1.1 引言8-9 1.2 铜合金引线框架材料的开发和研究概况9-11 1.2.1 国外铜合金引线框架材料的发展概况9-10 1.2.2 国内铜合金引线框架材料的发展概况10-11 1.3 铜合金材料弯曲成形性能和基板/钎料界面IMC 研究概况11-14 1.3.1 引线框架铜合金弯曲成形性能研究现状11-12 1.3.2 基板/钎料界面IMC 研究概况12-14 1.4 本课题的主要研究内容14-15第2章引线框架铜合金材料弯曲成形性能数值分析15-25 2.1 引言15 2.2 弯曲成形性能数值分析15-24 2.2.1 弯曲成形工艺分析15-17 2.2.2 弯曲成形有限元建模17-18 2.2.3 弯曲成形应变分布及成形结果18-22 2.2.4 弯曲回弹分析22-23 2.2.5 弯曲成形性能23-24 2.3 本章小结24-25第3章铜合金与 SnAg3.0Cu0.5 的界面组织及生长动力学25-39 3.1 引言25 3.2 实验材料及方法25-27 3.2.1 实验材料25-26 3.2.2 钎焊实验样品制备26-27 3.2.3 基板/钎料界面试样制备与显微观察27 3.3 实验结果27-37 3.3.1 时效前3 种铜合金基板/SnAg3.0Cu0.5 界面显微组织27-29 3.3.2 时效后3 种铜合金基板/SnAg3.0Cu0.5 界面显微组织29-31 3.3.3 分析与探讨31-37 3.4 本章小结37-39第4章CuCrSnZn/SnAgCu 钎料接头剪切性能及断口形貌39-45 4.1 引言39 4.2 实验材料与方法39-41 4.2.1 实验材料39-40 4.2.2 剪切测试试样制备40 4.2.3 剪切强度测试及断口形貌显微观察40-41 4.3 实验结果41-44 4.3.1 剪切强度变化规律分析41-42 4.3.2 剪切断口形貌变化规律分析42-44 4.4 本章小结44-45第5章结论45-47参考文献47-50致谢50-51攻读硕士学位期间的研究成果51。
实验3.金属冷变形及再结晶对组织和性能的影响[整理]
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实验3. 金属冷变形及再结晶对组织和性能的影响一、实验概述金属塑性变形的基本方式有滑移和孪生两种。
在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对于另一部分滑动，这种变形方式称为滑移；在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对另一部分产生剪切变形，且变形部分与未变形部分的位向形成了镜面对称关系，这种变形方式称为孪生。
(一) 冷塑性变形对金属组织与性能的影响若金属在再结晶温度以下进行塑性变形，称为冷塑性变形。
冷塑性变形不仅改变了金属材料的形状与尺寸，而且还将引起金属组织与性能的变化。
金属在发生塑性变形时，随着外形的变化，其内部晶粒形状由原来的等轴晶粒逐渐变为沿变形方向伸长的晶粒，在晶粒内部也出现了滑移带或孪晶带。
当变形程度很大时，晶粒被显著地拉成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。
同时，随着变形程度的加剧，原来位向不同的各个晶粒会逐渐取得近于一致的位向，而形成了形变织构，使金属材料的性能呈现出明显的各向异性。
图6-1为工业纯铁经不同程度变形的显微组织。
图6-1 工业纯铁冷塑性变形后组织(150X)a)变形程度20% b)变形程度50% c)变形程度70%金属经冷塑性变形后，会使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。
此外，在金属内部还产生残余应力。
一般情况下，残余应力不仅降低了金属的承载能力，而且还会使工件的形状与尺寸发生变化。
(二) 冷塑性变形后金属在加热时组织与性能的变化金属经冷塑性变形后，由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因，处于不稳定状态，具有自发地恢复到稳定状态的趋势。
但在室温下，由于原子活动能力不足，恢复过程不易进行。
若对其加热，因原子活动能力增强，就会使组织与性能发生一系列的变化。
1．回复当加热温度较低时，原子活动能力尚低，故冷变形金属的显微组织无明显变化，仍保持着纤组织的特征。
此时，因晶格畸变已减轻，使残余应力显著下降。
但造成加工硬化的主要原因未消除，故其机械性能变化不大。
塑性变形对金属组织性能的影响
塑性变形对金属组织性能的影响塑性变形是指金属在外力作用发生不可恢复的变形。
因为金属在变形过程中承受很大的外力，所以金属的组织和性能一定会发生变化。
由于金属发生塑性变形时的温度不同，所以金属塑性变形可以根据变形温度分为冷变形，温变形，热变形。
在不同的温度下，金属发生塑性变形时其组织和性能会发生不同的变化。
1.冷塑性变形对金属组织和性能的影响金属发生塑性变形时其变形机制主要有位错的滑移，孪生，扭折，高温下还有晶界滑动和扩散蠕变等方式。
在这些变形方式下，金属的组织会在晶粒形状尺寸，亚结构等方面产生变化，还会产生变形织构等。
在位错的运动过程中，位错之间，位错与溶质原子，间隙原子，空位之间，位错与第二相质点之间都会发生相互作用，引起位错数量，分布的变化。
从微观角度来看，这就是金属组织结构在塑性变形过程中发生的主要变化。
随着金属变形的进行及程度的增加，金属内部的位错密度开始增加，这是因为位错在运动到各种阻碍处如晶界，第二相质点等会受到阻碍，位错就会不断塞积和增值，直到可以使得相邻晶粒内的位错发动才能继续运动。
同时位错运动时所消耗的能量中会有一小部分没有转换成热能散发出去，反而会以弹性畸变能的形式存储在金属内部，使金属内部的点阵缺陷增加。
金属冷塑性变形后还会造成金属内部的亚结构发生细化，如原来在铸态金属中的亚结构直径约为0.01cm，经冷塑性变形后，亚结构的直径将细化至0.001-0.00001cm。
同样金属晶体在塑性变形过程中，随着变形程度的增大，各个晶粒的滑移面和滑移方向会逐渐向外力方向转动。
当变形量很大时，各晶粒的取向会大致趋向于一致，从而破坏了多晶体中各晶粒取向的无序性，也称为晶粒的择优取向，变形金属中这种组织状态则称为变形织构。
在塑性变形过程中随着金属内部组织的变化，金属的机械性能将产生明显的变化。
随着变形程度的增大，金属的硬度，强度显著升高，而塑性韧性则显著下降，这一变化称为加工硬化。
加工硬化认为是与位错的运动和交互作用有关。
《2024年冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响》范文
《冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，高性能Cu-Ni-Si合金因其优异的导电性、热稳定性和良好的加工性能，在电子、电气、航空航天等领域得到了广泛应用。
冷轧变形作为一种重要的金属加工工艺，能够显著改变金属材料的微观组织结构和力学性能。
本文旨在研究冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响，以期为该合金的优化设计和加工工艺提供理论依据。
二、实验方法本实验选用高性能Cu-Ni-Si合金作为研究对象，通过冷轧变形处理，研究其组织性能与析出行为的变化。
具体实验步骤如下：1. 选用合适的高性能Cu-Ni-Si合金，制备成板材。
2. 对板材进行不同程度的冷轧变形处理，变形量分别为0%、10%、20%、30%。
3. 对处理后的板材进行金相显微镜观察、X射线衍射分析、扫描电镜观察等手段，分析其微观组织结构和力学性能。
4. 通过透射电镜观察和析出相的能谱分析，研究合金的析出行为。
三、实验结果与分析（一）组织结构变化1. 冷轧变形后，Cu-Ni-Si合金的晶粒尺寸明显减小，晶界清晰可见。
随着变形量的增加，晶粒逐渐细化，有利于提高合金的力学性能。
2. 冷轧过程中，合金内部产生了大量的位错和亚结构，这些位错和亚结构的产生有利于合金的强度和硬度的提高。
（二）力学性能变化1. 随着冷轧变形量的增加，Cu-Ni-Si合金的硬度逐渐提高。
这主要是由于晶粒细化、位错和亚结构的产生，使得合金的强度和硬度得到提高。
2. 冷轧变形对合金的导电性能有一定影响，但总体上仍保持良好的导电性能。
（三）析出行为研究1. 冷轧变形过程中，Cu-Ni-Si合金中析出相的数量和尺寸均有所变化。
随着变形量的增加，析出相的数量增多、尺寸减小。
2. 析出相的成分主要为Cu、Ni、Si等元素，其形成与合金的成分和冷轧变形过程密切相关。
析出相的细化有利于提高合金的力学性能和耐腐蚀性能。
冷热变形对金属组织和性能的影响
组织变化
性能变化
冷变形
晶粒沿变形方向伸长，形成冷 加工纤维组织；晶粒破碎，形 趋于各向异性；强 成亚结构；位错密度增加 ；晶 度提高，塑性下降， 粒位向趋于一致，形成形变织 造成加工硬化。 构。 焊合铸造组织中存在的气孔， 缩松等缺陷 ；击碎铸造柱状晶 粒、粗大枝晶及碳化物，偏析 减少，晶粒细化 夹杂物沿变形 方向伸长，形成流线组织，缓 慢冷却可形成带状组织 力学性能提高；密 度提高；趋于各向 异性，沿流线方向 力学性能提高
晶体的滑移过程，实质上是位 错的移动和增殖的过程。由于在这 个过程中位错的交互作用，位错反 应和相互交割加剧，产生固定割阶、 位错缠结等障碍，使位错难以越过 这些障碍。要使金属继续变形，就 需要不断增加外力，便产生了加工 硬化。
图4-2 刃型位错运动造成晶体滑移变形的示意
图4-3 螺型位错运动造成晶体滑移变形的示意
冷变形金属加热时组织和性能的变化
（5）亚动态再结晶
热变形中已经形成但未长大的 再结晶晶核以及长大途中遗留下的 再结晶晶粒，但变形停止后温度足 够高时，会继续长大，此过程称为 亚动态再结晶。它不需形核，所以 进行得很快。 图4-10为热轧和热挤时，动、 静态回复和再结晶的示意图。
图4-10 动、静回复和再结晶பைடு நூலகம்意
2）对性能的影响
细化晶粒、锻合内部缺陷、破 碎并改善碳化物和非金属夹杂在钢 中分布可提高材料的强度、硬度、 塑性和韧性。 纤维组织形成，使金属力学性能 呈各向异性，沿流线方向比垂直流 线方向具有较高的力学性能，其中 尤以塑性、韧性指标最为显著。
塑性变形对金属组织和性能的影响
变形类型 工艺方法
冷轧、拉拔、冷 挤压、冷冲压、 冷镦
热塑性变形的主要机理仍然是晶 内滑移；由于晶界滑动和扩散蠕变作 用的增加，再加之变形时会产生动态 回复和再结晶。因此，热态下金属塑 性变形能力比冷态下高，变形抗力较 低。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
图1-12 面心立方晶格金属形变织构示意图
织构的形成使多晶体金属出现各向异性，在冲压复杂形 状零件(如汽车覆盖件等)时，产生不均匀塑性变形则可能导致 工件报废。但是，也可利用织构现象来提高硅钢板的某一方向 的磁导率。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
二、 冷塑性变形对金属性能的影响 1. 产生加工硬化
金属材料随着冷塑性变形程度的增大，强度 和硬度逐渐升高，塑性和韧性逐渐降低的现象称 为加工硬化或冷作硬化，这也是冷塑性变形后的 金属在力学性能方面最为突出的变化。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
显然，加工硬化是金属内部组织结构发生变化的宏观表 现。经冷变形后，晶界总面积增大，位错密度也增大，位错 线间的距离减小，彼此干扰作用明显增强，使得能够产生滑 移变形的潜在部位减少，从而导致滑移阻力增加，塑性变形 能力降低。再则，金属冷变形后，原来的晶粒破碎了，形成 许多亚结构，在亚晶粒边界上聚集着大量位错，产生严重的 晶格畸变，也对滑移过程产生巨大阻碍。所有这些都使金属 变形抗力升高，塑性和韧性降低。图1-13是ωC=0.3%碳钢冷 轧后力学性能的变化。
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
图1-14 制耳现象
但是织构现象在有些方面是 可以利用的。例如，生产变压器 硅钢片时，其晶格为体心立方， 沿［100］晶向最易磁化，如采 用具有织构取向的硅钢片制作铁 芯，使其［100］晶向平行于磁 场方向，则其磁导率显著增大， 从而提高变压器效率金属组织和性能的影响
图1-13 ωC=0.3%碳钢冷轧后力学性能的变化
冷塑性变形对金属组织和性能的影响
加工硬化使金属强化是以牺牲金属的塑性、韧性为 代价的，而且在冷变形加工过程中随着加工硬化现象的 产生要不断增加机械功率，故对设备和工具的强度提出 了较高要求，随着材料塑韧性的下降，也可能发生脆性 破坏。此外，加工硬化也使冷轧、冷拔、冲压等成形工 艺增加能耗，为恢复塑性继续进行冷变形往往要进行中 间退火，这就使生产周期延长，成本增加。
热处理及冷变形对高强高导铜合金Cu-Zn-Cr性能的影响
合肥工业大学硕士学位论文热处理及冷变形对高强高导铜合金Cu-Zn-Cr性能的影响姓名：徐铮铮申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：陈九磅20071101∽Ｏ，∞２００３∞４∞ｘ图３．１０Ｃ态合金的晶格常数随时效温度（１ｈ）的变化趋势表３—９，图３．１０的结果表明ｃ态Ｃｕ．Ｚｎ．Ｃｒ合金各处理态的晶格常数均略大于常温下纯铜的晶格常数（ａｃ。
＝３．６１４７４８埃），这主要是由于Ｚｎ以及极少量ｃｒ元素固溶于旺铜中所致。
合金的晶格常数随时效温度升高而降低，是因为随时效温度升高ｃｒ粒子析出增多，固溶度下降，基体点阵常数也随之下降。
因为Ｃ态合金是成分Ｃｕ．１７Ｚｎ．０．４Ｃｒ合金在９３０℃开轧，并在轧制过程中不断喷水，起到固溶淬火的效果，所以在此过程中固溶在基体中的ｃｒ很难析出，因此，图（ａ）基本上看不到ｃｒ单质的衍射峰。
３．４材料的金相显徽组织Ｃ态合金不同处理态的典型金相组织如图３－１１所示。
（ａ）Ｃ态合金热轧组织（ｂ）Ｃ态合金４５０＂Ｃ时效１小时（ｃ）ｃ态合金５５０＂Ｃ时效１小时（ｄ）Ｃ态合金７００＂（２时效ｌ小时图３－ＩｌＣ态合金经不同温度时效过程中典型的金相显微组织从图３－１ｌ可以看出Ｃｕ－１７Ｚｎ．０．４Ｃｒ合金经９３０℃热轧后时效过程中的典型组织。
图３一ｌ１（ａ）示出了合金热轧态为明显的变形组织，所以快速热轧淬火可以保留加工强化效果，微量ｃｒ的加入能够抑制热加工过程中的再结晶进程，这从图３．２的硬度．温度曲线上各热轧态合金都有较高的硬度也能够反映出来；图３－１１（ｂ）反映了ｃ态合金在４５０＂Ｃ时效１小时后仍有大量变形组织存在，这又进一步说明了微量Ｃｒ的加入能够抑制热加工过程中的再结晶，提高了合金的软化温度；当Ｃ态合金经５５０℃时效ｌ小时后，出现了部分再结晶组织（图３－１ｌ（ｃ）），此时硬度稍有下降：Ｃ态合金经７００℃时效１小时，再结晶已经非常明显（图３－１１（ｄ）），硬度有了明显的下降，但晶粒很细小，表明ｃｒ粒子还有阻碍晶粒张大的作用。
不同Zr含量及冷变形对时效 前后Cu-Cr合金性能的影响
附件6：毕业设计（论文）文献综述题目不同Zr含量及冷变形对时效前后Cu-Cr合金性能的影响专业材料化学班级一班学生杨凯旋指导教师王瑞红二〇一五年目录1.1 概述 (3)1.2 高强高导铜合金的发展现状 (4)1.3 高强高导铜合金的设计与制备 (5)1.3.1合金化法 (5)1固溶强化 (6)2沉淀强化 (7)3 细晶强化 (8)4 冷变形+时效硬化 (9)1.4 研究热点 (9)1.4.1快速凝固法制备高强高导铜合金 (9)1.4.2 稀土在高强高导铜合金中的应用 (12)1.5 发展趋势 (12)1.6 结语 (13)参考文献 (13)1.1 概述铜是一种传统而又现代的重要金属材料.在人类使用的所有材料中,铜对人类文明的影响最显著。
从人类文明直到今天，铜为人类社会的不断进步作出了重大的贡献。
铜是人类最早认识和使用的金属，也是人类用以制造工具的第一种金属。
我国的青铜器冶炼始于夏代（约公元前21世纪至约公元前17世纪）。
进入奴隶社会以后，炼铜技术发展很快。
所使用的劳动工具、武器、食具、货币、日用品和车马装饰等，都是用青铜制造的，显示出我们祖先精湛的艺术才能。
更主要的是青铜材料代表一种新的生产力登上了历史舞台，有力地促进了生产力的发展和人类文明的进步，为人类社会的进步作出了不可磨灭的贡献。
随着人类文明的发展，铜及铜合金不断开发出新的用途，成为一个充满生机和活力的现代工程材料。
当前人类步入电气化和电子信息为特征的高度文明的社会，为铜的应用开辟了更为广阔的天地。
铜以品种繁多的合金和化合物的形式被人们利用，已经深深地渗入到生产和生活的各个方面，成为人类进入21世纪取得飞速发展的一个不可缺少的重要金属。
2002年，全球的铜消耗量为1515万吨，至2006年铜的消耗量为1817万吨，年消耗量增长约近4.7％。
而我国2002年的铜消耗量达250万吨，占全球铜消耗量的17％，近几年需求保持了每年超过9％的高速增长。
《2024年冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响》范文
《冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响》篇一一、引言高性能Cu-Ni-Si合金因其优异的导电性、强度和耐腐蚀性，在电气、电子及结构材料等领域得到了广泛应用。
其中，合金的微观组织和析出行为对性能有着显著影响。
近年来，随着材料科学的不断发展，冷轧变形作为一种重要的材料加工工艺，其对高性能Cu-Ni-Si合金的微观结构与性能的调控作用逐渐受到关注。
本文旨在探讨冷轧变形对高性能Cu-Ni-Si合金组织性能与析出行为的影响。
二、实验方法本实验采用高性能Cu-Ni-Si合金为研究对象，通过控制冷轧变形的程度，研究其对合金组织性能与析出行为的影响。
首先，对合金进行冷轧变形处理，分别设置不同的变形量（如20%、40%、60%等）。
然后，利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段，观察合金的微观组织结构；通过硬度计、拉伸试验机等设备测试合金的力学性能；利用X射线衍射和差热分析等方法研究合金的析出行为。
三、冷轧变形对组织性能的影响（一）对微观组织结构的影响冷轧变形后，高性能Cu-Ni-Si合金的微观组织结构发生了显著变化。
随着变形量的增加，合金的晶粒逐渐细化，晶界变得更加清晰。
同时，晶格内出现大量位错、亚晶等结构，提高了合金的力学性能。
此外，冷轧过程中还会导致合金内部产生应力集中现象，使得组织更加均匀。
（二）对力学性能的影响冷轧变形显著提高了高性能Cu-Ni-Si合金的硬度、强度和延伸率。
随着变形量的增加，合金的硬度逐渐增大，强度提高，同时延伸率也有所增加。
这主要是由于冷轧过程中晶粒细化、位错增多等因素导致合金的力学性能得到改善。
四、冷轧变形对析出行为的影响（一）析出相的种类与分布冷轧变形过程中，高性能Cu-Ni-Si合金内部析出相的种类和分布也发生了变化。
随着变形量的增加，合金中析出相的数量增多，尺寸减小，分布更加均匀。
这有利于提高合金的力学性能和耐腐蚀性。
（二）析出相的形成机制冷轧变形过程中，析出相的形成机制主要为位错诱导机制和晶界诱导机制。
引线框架材料Cu-Ni-Si系合金的发展
引线框架材料Cu-Ni-Si系合金的发展
马鹏;刘东辉
【期刊名称】《热处理》
【年(卷),期】2012(027)002
【摘要】概述了引线框架用Cu-Ni-Si合金的研究现状.介绍了Cu-Ni-Si合金中Ni、Si元素的含量及其质量比对Cu-Ni-Si合金性能的影响,合金化特点,时效过程中的组织转变及热处理工艺和Zn、P、Ag、Cr、Al、稀土等微量元素对Cu-Ni-Si 合金硬度、电导率等性能的影响.
【总页数】4页(P12-15)
【作者】马鹏;刘东辉
【作者单位】江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.1+1
【相关文献】
1.引线框架用Cu-Ni-Si合金的发展及研究现状 [J], 张英;陆萌萌;胡艳艳;刘耀;郑少锋
2.引线框架用Cu-Ni-Si合金的发展 [J], 李银华;刘平;田保红;贾淑果;任凤章;张毅
3.IC引线框架用Cu-Cr-Zr系材料的研究现状与发展 [J], 傅声华;陆峰;李询
4.Cu-Ni-Si系引线框架用铜合金成分设计 [J], 曹育文;马莒生;唐祥云;王碧文;王世
民;李红
5.高强度Cu-Ni-Si系引线框架材料研究进展 [J], 范莉;刘平;贾淑果;田保红;张毅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
冷变形对用于引线框架结构材料CU―NI―SI―CR―P合金性能的影响
摘要：本文通过实验研究了应用于引线框架的cu-ni-si系合金cu-ni-si-cr-p材料在冷变形处理下所表现出来的特性。
关键词：冷变形；合金；时效中图分类号：tg113 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01一、铜合金与引线框架材料的研究现状超大规模集成电路的发展、不断增加的集成电路端子数、越来越高的集成度使得引线框架材料也越做越薄，厚度从原来的0.25mm降低到0.15～0.1mm.甚至更薄（0.08mm）。
因此抗拉强度在600mpa以上，电导率大于80%iacs的铜合金已经成为21世纪初材料开发的热点之一[1]。
目前国外对多端子集成电路的引线框架多采用蚀刻加工方法。
即在蚀刻凸版印刷过程中，当材料厚度减薄到0.125mm时，框架的承载能力会下降，导致引线框架加工成品率下降。
于是，对铜基引线框架材料的强度提出了更高标准的要求。
二、cu-si-ni系合金的熔炼三、实验方法在自制的手动轧机上进行冷变形，轧辊尺寸为50mm×30mm。
在hvs-1000型数显显微硬度计上测量显微硬度。
载荷为100g，加载时间为10s。
从时效及形变处理后的试样上直接剪取显微硬度试样，尺寸为5mm×5mm。
测量前试样表面用1000#砂纸磨光，每种状态测量次数不少于3次，测量误差≤±5%。
在zy9987型数字式微欧仪上测量电阻，试样长度90mm，宽度2mm，厚度0.4mm，导电率以国际退火铜标准表示。
在日产olympuspmg3金相显微镜上观察光学金相分析。
试样需经机械抛光，采用fecl3的乙醇溶液作为腐蚀液。
四、冷变形对合金显微硬度和导电率的影响固溶合金的时效过程在很大程度上受时效前冷变形的影响，这是因为新相在位错上生核，使生核处的位错线消失，消失的位错线上的能量被释放出来作为相变的驱动力，促进生核[2]。
若新相形核后位错不消失，则会使位于界面上构成半共格界面的位错部分降低相界面所需的能量，也会促进形核。
实验3.金属冷变形及再结晶对组织和性能的影响
实验3. 金属冷变形及再结晶对组织和性能的影响一、实验概述金属塑性变形的基本方式有滑移和孪生两种。
在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对于另一部分滑动，这种变形方式称为滑移；在切应力作用下，晶体的一部分沿某一晶面相对另一部分产生剪切变形，且变形部分与未变形部分的位向形成了镜面对称关系，这种变形方式称为孪生。
(一) 冷塑性变形对金属组织与性能的影响若金属在再结晶温度以下进行塑性变形，称为冷塑性变形。
冷塑性变形不仅改变了金属材料的形状与尺寸，而且还将引起金属组织与性能的变化。
金属在发生塑性变形时，随着外形的变化，其内部晶粒形状由原来的等轴晶粒逐渐变为沿变形方向伸长的晶粒，在晶粒内部也出现了滑移带或孪晶带。
当变形程度很大时，晶粒被显著地拉成纤维状，这种组织称为冷加工纤维组织。
同时，随着变形程度的加剧，原来位向不同的各个晶粒会逐渐取得近于一致的位向，而形成了形变织构，使金属材料的性能呈现出明显的各向异性。
图6-1为工业纯铁经不同程度变形的显微组织。
图6-1 工业纯铁冷塑性变形后组织(150X)a)变形程度20% b)变形程度50% c)变形程度70%金属经冷塑性变形后，会使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为加工硬化。
此外，在金属内部还产生残余应力。
一般情况下，残余应力不仅降低了金属的承载能力，而且还会使工件的形状与尺寸发生变化。
(二) 冷塑性变形后金属在加热时组织与性能的变化金属经冷塑性变形后，由于其内部亚结构细化、晶格畸变等原因，处于不稳定状态，具有自发地恢复到稳定状态的趋势。
但在室温下，由于原子活动能力不足，恢复过程不易进行。
若对其加热，因原子活动能力增强，就会使组织与性能发生一系列的变化。
1．回复当加热温度较低时，原子活动能力尚低，故冷变形金属的显微组织无明显变化，仍保持着纤组织的特征。
此时，因晶格畸变已减轻，使残余应力显著下降。
但造成加工硬化的主要原因未消除，故其机械性能变化不大。
退火时间对冷变形CuNiSi合金的影响
退火时间对冷变形Cu-Ni-Si合金再结晶行为的影响摘要Cu-Ni-Si合金以其极高的强度和优良的导电性能，在大规模集成电路用引线框架中有着广泛的应用前景。
本文对冷变形Cu-Ni-Si合金的再结晶行为进行了研究。
在试验过程中，对热轧态Cu-Ni-Si合金进行固溶+二次时效处理，然后分别进行40%、60%、80%冷轧变形，而后在在不同温度下进行退火处理，研究退火时间对其再结晶行为的影响。
对不同退火时间下的合金测量其显微硬度，观察其显微组织形貌，做出显微硬度随时间的变化曲线，分析退火温度和退火时间对合金再结晶过程显微硬度和显微组织的影响。
结果表明：经冷轧变形后的合金组织，晶粒沿轧制方向伸长，出现了纤维组织，合金的硬度随变形量的增加而提高；相同退火温度下，随变形量增加再结晶过程加快；随退火时间的延长，合金的显微硬度开始几乎不变，然后急剧下降，最后趋于平缓。
通过研究不同变形量和不同温度下退火时间对合金再结晶行为的影响，为制定合理的热处理工艺，指导引线框架的实际生产具有重要的意义。
关键词：引线框架，Cu-Ni-Si合金，退火，再结晶，显微硬度目录第一章绪论 (1)§1.1 前言 (1)§1.2国内外引线框架材料的发展现状 (2)§1.2.1 国外引线框架材料的研究与发展 (2)§1.2.2 我国铜基引线框架材料的发展现状 (3)§1.3 影响高强高导铜合金性能的因素 (5)§1.3.1 合金元素 (5)§1.3.2 冷变形+时效 (5)§1.4 课题来源和研究目的 (5)第二章试验材料和试验方法 (6)§2.1 试验合金材料 (6)§2.2 试验设备 (6)§2.3 试样制备 (6)§2.3.1 固溶 (7)§2.3.2 分级时效 (7)§2.4 试验方法 (7)§2.4.1 轧制变形 (7)§2.4.2 再结晶退火 (8)§2.5 测量分析仪器与方法 (8)§2.5.1 显微硬度测试 (8)§2.5.2 金相显微组织观察 (8)第三章试验结果与分析 (9)§3.1 显微硬度测试结果分析 (9)§3.1.1变形量对显微硬度的影响 (9)§3.1.2退火时间对显微硬度的影响 (10)§3.2 金相显微组织观察结果分析 (11)§3.2.1变形量对合金再结晶组织的影响 (11)§3.2.2退火时间对合金再结晶组织的影响 (12)结论 (15)参考文献 (16)第一章绪论§1.1 前言铜是我国古代就已经发现的金属之一，在自然界的储量非常丰富，并且加工方便。
冷拉拔变形对纯铜组织及性能的影响
冷拉拔变形对纯铜组织及性能的影响刘若絮;毛西秦;欧梅桂;梁宇;肖秋雷【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2022(13)2【摘要】通过工业拉丝机对纯铜棒材进行多道次冷拉拔得到不同变形量的线材。
对不同变形量的线材试样进行退火实验(400℃,1 h),研究组织形貌变化对其力学性能和电学性能的影响。
试样的变形量由0增加至60%时,在拉拔方向上晶粒尺寸由101.3μm下降至17.6μm,截面方向上晶粒尺寸由103.4μm下降至16.4μm,晶粒呈现等轴状。
变形量增加到90%时,在拉拔方向上晶粒尺寸为14.1μm,截面方向上晶粒尺寸为7.6μm,试样组织由变形晶粒和等轴晶粒组成。
变形量由0增加至90%,试样的抗拉强度由221.5 MPa升至271.5 MPa;当变形量为60%时,其抗拉强度为244.9 MPa,延伸率达到最高值为51%,导电率为99.4%IACS。
试样组织中晶粒的<111>+<100>取向比例与试样的延伸率成反比;通过原位拉伸观察表明,退火态试样的裂纹穿晶扩展,路径较曲折;而拉拔试样的裂纹萌生于变形晶粒内部,裂纹扩展路径较为平直。
【总页数】9页(P67-75)【作者】刘若絮;毛西秦;欧梅桂;梁宇;肖秋雷【作者单位】贵州大学材料与冶金学院;高性能金属结构材料与制造技术国家地方联合工程实验室;固达电线电缆(集团)有限公司【正文语种】中文【中图分类】TG166.2;TF125.211【相关文献】1.拉拔变形对不同直径纯铜线材组织性能的影响2.黄铜包纯铜绞线复合材料拉拔过程中横截面结构、显微组织和力学性能变化3.黄铜包纯铜绞线复合材料拉拔过程中横截面结构、显微组织和力学性能变化4.拉拔变形对纯铜导线组织和性能的影响5.压缩变形及退火对纯铜组织及性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Cu基超弹性合金的冷变形能力研究的开题报告
Cu基超弹性合金的冷变形能力研究的开题报告一、研究背景随着新材料的不断发展和应用，高强度、高韧性、高温稳定性和高抗腐蚀性等特性越来越受到关注。
超弹性合金是一种全新的材料，具有极强的弹性和形状记忆性能，在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。
其中，Cu基超弹性合金因其低成本、良好的可加工性和热稳定性等特性受到广泛关注。
在Cu基超弹性合金的制备过程中，冷变形是一种重要的加工方式。
通过控制冷变形的程度和方式，可以有效地提高Cu基超弹性合金的性能。
因此，对Cu基超弹性合金的冷变形能力进行研究，对于优化其制备工艺和性能具有重大的意义。
二、研究内容和目标本研究将以Cu基超弹性合金为研究对象，通过对其冷变形能力的研究，探讨不同冷变形方式对其微观结构和性能的影响。
具体包括以下研究内容：1. 系统总结Cu基超弹性合金的制备工艺和特性。
2. 建立Cu基超弹性合金的冷变形试验平台，分别采用压缩变形和拉伸变形的方式进行研究。
3. 对冷变形后的Cu基超弹性合金样品进行力学性能测试和显微组织分析，研究冷变形方式对其力学性能和微观结构的影响。
本次研究的主要目标是深入了解Cu基超弹性合金的冷变形能力，为其制备工艺的优化提供理论支持，并为其应用提供更加可靠的基础数据。
三、研究方法和技术路线本研究将采用实验方法，通过制备Cu基超弹性合金试样，对其进行压缩变形和拉伸变形的试验，测量其力学性能，并使用显微镜、扫描电镜等手段进行微观组织分析和观察分析。
具体的技术路线如下：1. 制备Cu基超弹性合金试样并进行初步的力学性能测试。
2. 进行不同程度和方式的压缩变形和拉伸变形，测量其力学性能。
3. 对不同冷变形方式下的试样进行显微结构分析，观察不同变形方式下的晶粒变形和变形机制。
4. 结合以上结果，分析不同冷变形方式对Cu基超弹性合金的影响，提出优化制备工艺的建议。
四、预期结果和意义经过本次研究，预期可以得到如下结果：1. 分析Cu基超弹性合金制备工艺和特性，探讨其冷变形能力的影响因素。
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摘要：本文通过实验研究了应用于引线框架的cu-ni-si系合金cu-ni-si-cr-p材料在冷变形处理下所表现出来的特性。
关键词：冷变形；合金；时效
中图分类号：tg113 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
一、铜合金与引线框架材料的研究现状
超大规模集成电路的发展、不断增加的集成电路端子数、越来越高的集成度使得引线框架材料也越做越薄，厚度从原来的0.25mm降低到0.15～0.1mm.甚至更薄（0.08mm）。
因此抗拉强度在600mpa以上，电导率大于80%iacs的铜合金已经成为21世纪初材料开发的热点之一[1]。
目前国外对多端子集成电路的引线框架多采用蚀刻加工方法。
即在蚀刻凸版印刷过程中，当材料厚度减薄到0.125mm时，框架的承载能力会下降，导致引线框架加工成品率下降。
于是，对铜基引线框架材料的强度提出了更高标准的要求。
二、cu-si-ni系合金的熔炼
三、实验方法
在自制的手动轧机上进行冷变形，轧辊尺寸为50mm×30mm。
在hvs-1000型数显显微硬度计上测量显微硬度。
载荷为100g，加载时间为10s。
从时效及形变处理后的试样上直接剪取显微硬度试样，尺寸为5mm×5mm。
测量前试样表面用1000#砂纸磨光，每种状态测量次数不少于3次，测量误差≤±5%。
在zy9987型数字式微欧仪上测量电阻，试样长度90mm，宽度2mm，厚度0.4mm，导电率以国际退火铜标准表示。
在日产olympuspmg3金相显微镜上观察光学金相分析。
试样需经机械抛光，采用fecl3的乙醇溶液作为腐蚀液。
四、冷变形对合金显微硬度和导电率的影响
固溶合金的时效过程在很大程度上受时效前冷变形的影响，这是因为新相在位错上生核，使生核处的位错线消失，消失的位错线上的能量被释放出来作为相变的驱动力，促进生核[2]。
若新相形核后位错不消失，则会使位于界面上构成半共格界面的位错部分降低相界面所需的能量，也会促进形核。
溶质原子易于偏聚在刃形位错上形成科垂尔气团，在扩展位错的层错区偏聚形成铃木气团，给新相形成提供了成分起伏的有利条件[3]。
因此，时效前的冷变形可以大大加快新相的析出速度。
由于cu-ni-si-cr-p合金固溶原子含量较少，因此析出速度较慢。
为了提高cu-ni-si-cr-p合金的时效析出速度，可以在合金时效前加以冷变形，以便提高合金时效析出的动力。
图1是合金经不同量冷轧变形后在500℃时效时显微硬度与时间的关系曲线。
由图1可以看出，在时效初期硬度显著上升，达到峰值后又以较慢的速度下降；冷变形量越大，时效初期合金的显微硬度上升的幅度也越大，达到峰值所需的时间就越短。
如合金经60%变形后经过1h时效显微硬度便达到峰值（249hv），而未经变形和经过40%变形要经过2h以上才能达到峰值，且峰值比前者小。
这是因为合金冷变形后内部位错等缺陷增多，促进了析出物形核，可加速随后的时效析出过程，而且合金的硬度曲线也出现峰值。
图2是合金经不同量冷轧变形后在500℃时效时导电率的变化曲线。
图2显示，时效初期合金的导电率上升的速度随变形量的增加而增加，且变形量越大上升幅度也越大。
如经60%变形的合金在500℃时效2h导电率能达到峰值（43%iacs），但随着时效时间的延长，合金的导电率增加逐渐趋缓。
这是由于合金在时效过程中，析出速度先快后慢，故合金的导电率在时效初期增加较快而后减缓，且变形量越大，导电率增加的幅度越明显。
因为随着变形量的增大，合金内部的位错等缺陷增多，使析出物形核变得更加容易，位错还作为溶质原子扩散
的“快速通道”而加速析出过程，由此时效前的冷变形使基体溶质原子迅速贫化，从而使导电率的变化呈现上述特征。
合金时效初期ni及si元素的析出，使电子运动中受到的散射作用大为减少，导致导电率得以大幅度提高。
上述试验结果表明，cu-ni-si-cr-p合金的强化效果主要依靠时效过程中ni2si的析出。
该析出相能有效阻止位错和晶界的移动，从而提高合金的强度。
因此，凡能促进析出的热处理手段均可提高合金强度。
五、结束语
综上所述，先采用900℃固溶、60%冷变形对合金进行处理，然后经过500℃×2h的时效，即可获得硬度和导电率配合较好的合金性能（246hv，43%iacs）。
参考文献：
[1]王焰.ic引线框架材料的发展动向[j].金属功能材料，1995（02）：45-51.
[2]王仁东.断裂力学理论和应用[m].北京：化学工业出版社，1980：1-137.
[3]徐振兴.断裂力学理论[m].北京：机械工业出版社，1981：5-132.
作者简介：王红华（1981-），女，硕士，研究方向：电子。