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中国稀土学报2024年第05期:镧对铸态Cu-2.35Ni-0.59Si合金微观组织与性能及热加工性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王铭飞;陈帅峰;张孟枭;王松伟;宋鸿武;张士宏;

单位:中国科学技术大学稀土学院;中国科学院赣江创新研究院;中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心;

摘要:Cu-Ni-Si系合金作为第三代引线框架材料,在集成电路领域被广泛使用。La作为储量较大的轻稀土元素在合金制备过程中常用作除杂剂使用,但将其作为微合金化元素的研究与报道尚处于探索阶段。因此本实验选择添加La作为Cu-2.35Ni-0.59Si-0.11Mg-0.069Zn合金的微合金化元素,探究La元素对铸态合金微观组织与性能的改变以及热加工性能差异具有重要的研究价值。热变形流变应力是合金在高温下所展现出的材料一项本征属性,其在后续制定合理的热加工工艺与参数以及金属塑性变形理论研究的方面都有着极其重要的意义。本实验采用Gleeble-3800D热模拟实验机对Cu-Ni-Si和Cu-Ni-Si-La合金进行热压缩模拟实验,探究合金的热变形行为以及热加工特征并求解与绘制出合金本构方程和热加工图。对铸态合金采用OM, SEM等微观表征手段和常规性能检测手段对铸态合金进行全面的研究。结果表明,La元素的添加会细化铸态合金晶粒尺寸但会造成铸态合金延伸率的降低,富La相在晶界上的分布造成晶界发生弯曲。双曲正弦修正的本构方程可以准确描述合金的流变应力与变形温度和应变速率三者间的关系,两种合金的热变形激活能分别为785.6和858.2 kJ·mol~(-1),造成合金热激活能与热加工图差异的原因是La元素添加所形成的富La相对晶界迁移与位错运动的阻碍作用。

关键词:Cu-Ni-Si合金;;富La相;;微观组织;;本构方程;;热加工图

基金资助:中国科学院重点部署项目(ZDRW-CN-2021-3);中国科学院金属研究所人才引进项目(E055A501)资助