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本文研究了Cu-Ti.Sn合金在铸态、固溶态、固溶一时效态下的组织与性能,以及Zr的添加对Cu-2Ti-2Sn合金组织及性能的影响。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对显微组织进行了表征,并对Cu-Ti..Sn合金的导电率、硬度和弹性模量进行了测试。通过以上研究得到以下结论: (1)Cu-Ti—Sn合金的铸态组织为等轴晶,由α-Cu(Ti,Sn)和初生相CuSn3Ti5金属间化合物构成。随着Ti含量的增加,CuSn3Ti5相在晶界处由连续分布转变为不连续分布,且随着Sn含量的增加,CuSn3Ti5相析出逐渐增多。其中CuSn3Ti5相属于六方晶系,晶格常数分别为a=8.1737A,b=8.1737A和c=5.5773A。 (2)Cu-Ti—Sn合金在时效初期,有亚稳、连续β-Cu4Ti相脱溶析出,与基体保持共格关系。随着时效时间的延长,β-Cu4Ti相逐渐与基体失去共格关系,发生β→β的转变。其中β-Cu3Ti相为稳定不连续相,尺寸在200nm以内,具有斜方晶体结构,其晶格常数为a=5.162A,b=4.347A和c=4.531A。 (3)经固溶.时效处理后,Cu-Ti-Sn合金导电率和硬度明显提高。随着时效时间的延长,硬度先增大后减小,而导电率持续上升。其中Ti含量越高,硬度和导电率增幅越大。而随着Sn含量的增加,合金的硬度增加而导电率降低。在本实验范围内,Cu-3Ti-2Sn和Cu-2Ti-2Sn合金的最佳时效工艺为4500C保温8h,硬度和导电率分别为134.5HV、39.8％IACS和119.3HV、37.O％IACS。Cu-2Ti-1.5Sn的最佳时效工艺为4500C保温4h,其硬度和导电率分别为122.2HV和33.2％IACS。三种成分Cu-Ti.Sn合金在4500C保温1h的弹性模量均高于时效态QBe21/133GPa,)。 (4)添加Zr后,铸态Cu-2Ti-2Sn合金组织中CuSn3Ti5相分布更加均匀,且随着Zr含量的增加,C1uSn3Ti5相细化越明显。时效处理后,Zr元素均匀弥散分布在Cu-2Ti-2Sn合金中。添加0.2wt％Zr延缓了Cu-2Ti-2 Sn合金晶界处的细小点状相的析出。 (5)在固溶一时效过程中,添加O.1wt％Zr后,Cu-2Ti-2Sn合金在保持硬度的前提下,导电率出现小幅升高。添加O.2wt％Zr后,缩短了Cu-2Ti-2Sn合金达到峰值硬度的时效时间,且峰值硬度比未添加Zr时提高了33％。而在时效时间延长后,尽管Cu-2Ti-2Sn-0.2Zr合金的硬度明显下降,但仍保持着相同状态下Cu-2Ti-2Sn合金的硬度值。此外,添加0.2wt％Zr后,合金的导电率下降了6％。Zr的添加降低了Cu-2Ti-2Sn合金的弹性模量,且随着Zr添加量的增多,弹性模量下降明显。