第 48 卷 第 1 期 稀有金属材料与工程 Vol.48, No.1 2019 年 1 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING January 2019 收稿日期：2018-01-09 基金项目：国家自然科学基金 (51665024)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(013)；云南省应用基础研究重点项目(2011FA007) 和面上项目 (2014FB131) 作者简介：肖 寒，男，1981 年生，博士，副教授，昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650093，电话，热处理温度对半固态挤压锡青铜组织性能的影响 肖 寒1,2 ，段志科 1 ，李乃拥 1 ，熊 迟 1 ，周荣锋 1 ，卢德宏 1 ，蒋业华 1 (1. 昆明理工大学，云南 昆明 650093) (2. University of Strathclyde, Glasgow G1 1XJ, UK) 摘 要：以半固态挤压 ZCuSn10P1 锡青铜为研究对象，采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、布氏硬度计、拉伸试验机研究了热处理温度对半固态挤压锡青铜微观组织和力学性能的影响规律。根据结果得出：热处理对半固态挤压锡青铜强度、硬度和组织影响较大。当热处理温度由 250 ℃升高至 650 ℃时，锡青铜抗拉强度先增加后降低，延伸率增加；布氏硬度先增加后降低；固相和固液界面显微硬度增加，液相显微硬度降低；固相平均晶粒尺寸增加，但热处理温度650 ℃时组织已不是球状而变成蔷薇状。随温度增加，固相中 Sn 和 P 元素增加，元素偏析减弱。综合性能较佳的热处理工艺为 350 ℃保温 120 min，此时锡青铜抗拉强度为 402 MPa，延伸率为 4.5%，布氏硬度为 1360 MPa，与热处理前相比分别提高了 3.88%，60.71%，6.25%。 关键词：铜合金；半固态挤压；热处理；组织演变；力学性能 中图法分类号：TG146.1 + 1 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2019)01-0235-07 金属半固态成形技术自 20 世纪 70 年代提出以来得到加快速度进行发展 [1] ，国内外科研人员开展了大量研究工作并取得了较多研究成果 [2-4] 。热处理对半固态成形产品的组织和力学性能有重要影响。Mahathaninwong 等 [5] 研究了热处理对流变铸造7075铝合金组织和力学性能的影响，根据结果得出最佳固溶处理条件是 450 ℃保温 4 h，120 ℃人工时效 72 h 后抗拉强度和延伸率为486 MPa 和 2%。Meng 等 [6] 研究了 RAP 法制备的Cr-V-Mo 钢热处理后组织和力学性能，根据结果得出该钢在 1050 ℃保温 480 s 淬火后再 560 ℃回火 2 h 的机械性能最好。Zhao 等 [7] 采用半固态轧制与热处理制备高性能 AZ31 镁合金带材，根据结果得出 415 ℃固溶处理 20 h 和 230 ℃时效处理 16 h 后 AZ31 镁合金机械性能最优。Cheng 等 [8] 探讨了触变成形 Mg 2 Sip/AM60B 复合材料固溶处理后的组织和力学性能，根据结果得出 430 ℃固溶 6 h 复合材料拉伸性能最佳。Menargues 等 [9] 提出了半固态成形铝合金的新 T6 热处理工艺，根据结果得出540 ℃小于 30 min 的新 T6 热处理工艺获得的铝合金力学性能更好。Kang 等 [10] 研究了铸造工艺参数和热处理对半固态压铸 ADC10 合金组织和力学性能的影响，根据结果得出 748 K 固溶 2 h 后合金气孔缺陷减少，抗拉强度 300 MPa，布氏硬度 HRB 71.9。Kilicli 等 [11] 研究了触变挤压 7075 合金的拉伸断裂行为，根据结果得出触变挤压 T6 处理和挤压 7075 铝合金比触变挤压态力学性能要好。Wang 等 [12] 研究了流变成形 AZ91-Y 合金固溶处理后的组织和硬度，根据结果得出随着固溶时间增加，硬度降低，较佳工艺为 410 ℃固溶 28 h。Jiang 等 [13]分析了触变成形 7005 铝合金组织和力学性能，根据结果得出 605 ℃触变成形的铝合金 T6 热处理后屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为 237 MPa，361 MPa 和16.8%。Zhang 等 [14] 研究了流变挤压铸造 AZ91-Ca 合金热处理后组织和力学性能，实验表明随着固溶时间增加，合金屈服强度逐渐下降，拉伸强度和伸长率持续不断的增加。Liu 等 [15] 研究了热处理对半固态 Al-5Fe-4Cu合金组织和性能的影响，该合金固溶处理后拉伸性能显著下降。而铜合金半固态成形及相关热处理研究相对较少。Wang [16] 研究了硅碳增强铜基复合材料的半固态锻造成形工艺。Yan 等 [17] 研究了 HPb59-1 黄铜半固态成形工艺。Cao 等 [18, 19] 采用旋锻技术制备半固态锡青铜浆料，研究了半固态铜合金的组织演变规律和力学行为。Chen 等 [20] 研究了往复镦挤和退火对铜合金组织和织构的影响，根据结果得出 350 ℃退火 1 h 后组织已经完全再结晶，平均晶粒尺寸为 2.3 m，织构非常 微弱。