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第1章 高强导电铜合金概述 1

1.1 引言 1

1.2 高强导电铜合金的强化方式 2

1.2.1 形变强化 2

1.2.2 纤维强化 3

1.2.3 颗粒强化 4

1.2.4 弥散强化 5

1.2.5 细晶强化 6

1.2.6 固溶强化 7

1.2.7 析出强化 7

1.3 高强导电铜合金的制备方法 8

1.3.1 粉末冶金法 9

1.3.2 快速凝固法 9

1.3.3 内氧化法 10

1.3.4 机械合金化法 12

1.3.5 碳热还原法 14

1.3.6 喷射沉积法 15

1.3.7 大塑性变形法 16

1.4 纳米弥散强化铜合金的研究概述 17

1.4.1 国内外弥散强化铜合金的研究现状 17

1.4.2 弥散强化相含量对合金性能的影响 18

1.4.3 退火对弥散强化铜合金性能的影响 18

1.4.4 弥散强化铜合金的高温性能 20

1.4.5 制备工艺对弥散强化铜合金性能的影响 20

1.5 引线框架铜合金的研究概述 23

1.5.1 引线框架材料的分类及其现状 23

1.5.2 引线框架铜合金带材的生产 25

1.5.3 Cu-Fe（-P）系合金 26

1.5.4 Cu-Ni-Si系合金 27

1.5.5 Cu-Cr-（Zr）系合金 28

1.6 弹性导电铜合金的研究概述 30

1.6.1 弹性导电铜合金的分类 30

1.6.2 Cu-Ni-Sn系合金 31

1.6.3 Cu-Ni-Al（Si）系合金 33

参考文献 35

第2章 Cu-Fe-P系合金框架带材 41

2.1 引言 41

2.2 Cu-Fe-P合金的设计思想及主要代表 43

2.2.1 合金设计思想 43

2.2.2 主要Cu-Fe-P系合金概述 46

2.3 Cu-Fe-P合金的铸态及均匀化组织 49

2.3.1 合金铸态组织 49

2.3.2 合金均匀化组织 49

2.3.3 合金均匀化制度 52

2.4 Cu-Fe-P合金的热轧及固溶态组织性能 53

2.4.1 合金热轧态组织 53

2.4.2 合金固溶态组织 55

2.4.3 后续时效对合金性能的影响 57

2.4.4 合金的析出相及其长大 58

2.5 Cu-Fe-P合金的形变热处理 61

2.5.1 合金冷轧态组织性能 61

2.5.2 淬火制度的影响 64

2.5.3 合金的组合时效 67

2.6 Cu-Fe-P合金的强化机制与相变机制 73

2.6.1 合金的强化机制 73

2.6.2 合金的相变机制 75

2.7 微量元素对Cu-Fe-P合金性能的影响 80

2.7.1 Cr对合金性能的影响 80

2.7.2 Mg对合金性能的影响 81

2.7.3 Re对合金性能的影响 82

2.7.4 P对合金性能的影响 83

参考文献 88

第3章 Cu-Ni-Si系合金框架带材 91

3.1 引言 91

3.2 Cu-Ni-Si系合金设计原理及工艺原理 92

3.2.1 Cu-Ni-Si系合金的成分设计 92

3.2.2 Cu-Ni-Si合金的熔炼与铸造 95

3.2.3 Cu-Ni-Si合金的均匀化退火 96

3.2.4 Cu-Ni-Si合金带材热轧在线淬火工艺 96

3.2.5 Cu-Ni-Si合金的形变热处理 107

3.3 Cu-Ni-Si合金强化机制与析出相的结构 112

3.3.1 Cu-Ni-Si合金的强化机制 112

3.3.2 低含量Cu-Ni-Si合金中的析出相结构 115

3.4 引线框架用Cu-Ni-Si系合金产业化生产工艺 122

3.4.1 Cu-Ni-Si系合金产业化生产线的装备条件 122

3.4.2 Cu-1.5 Ni-0.3 4Si+Mg合金的产业化工艺 123

3.4.3 Cu-2.0Ni-0.5 8Si+Mg合金产业化工艺 124

3.5 其他铜合金中添加Ni、Si元素后的基本特性 132

3.5.1 Cu-Zn合金中添加Ni、Si元素 132

3.5.2 Cu-Cr-Zr合金中添加Ni、Si元素 136

参考文献 136

第4章 Cu-Cr-Zr系合金框架带材 139

4.1 引言 139

4.2 Cu-Cr-Zr系合金热轧在线淬火工艺和组织性能 141

4.2.1 Cu-Cr-Zr系合金的铸态组织 141

4.2.2 Cu-Cr-Zr系合金的均匀化处理 142

4.2.3 Cu-Cr-Zr系合金的固溶处理 145

4.2.4 Cu-Cr-Zr系合金的热轧淬火工艺及其优化 145

4.2.5 热轧在线淬火态Cu-Cr-Zr系合金的组织 148

4.3 Cu-Cr-Zr系合金形变热处理工艺及其组织性能 150

4.3.1 Cu-Cr-Zr系合金一次冷轧时效工艺和组织性能 150

4.3.2 Cu-Cr-Zr系合金二次冷轧时效工艺和组织性能 157

4.3.3 不同工艺下的Cu-Cr-Zr系合金性能的研究 161

4.4 Cu-Cr-Zr系合金冷轧过程中的回溶 164

4.4.1 峰时效态和过时效态合金二次冷轧后的性能 164

4.4.2 峰时效态和过时效态合金的TEM组织 164

4.4.3 峰时效态和过时效态合金二次冷轧后的时效性能 165

4.4.4 关于冷变形诱发析出相回溶问题的讨论 165

4.5 Cu-Cr-Zr系合金的热稳定性 168

4.5.1 Cu-Cr-Zr系合金的软化温度测定 168

4.5.2 Cu-Cr-Zr系合金退火过程中的组织演变 169

4.5.3 Cu-Cr-Zr系合金高温软化机制 170

4.6 Cu-Cr-Zr系合金相、相结构以及在时效过程中的演变 173

4.6.1 Cu-Cr-Zr-Ni-Si合金中粗大相的种类、结构和位向关系 173

4.6.2 Cu-Cr-Zr系合金时效过程中的相变特征 180

4.6.3 Cu-Cr-Zr系合金时效析出相的晶体学讨论 188

4.6.4 合金元素对Cu-Cr-Zr系合金中相和时效性能的影响 193

参考文献 199

第5章 沉淀相变晶体学 203

5.1 引言 203

5.2 沉淀相变晶体学研究方法概述 203

5.2.1 马氏体相变及马氏体晶体学表象理论简介 204

5.2.2 O点阵模型 207

5.2.3 不变线模型 209

5.2.4 O线模型 216

5.2.5 结构台阶模型与近重合点阵模型 218

5.2.6 边－边匹配模型 221

5.3 典型晶体学研究方法在Cu-Ni-Si合金中的应用 223

5.3.1 fcc/orthogonal体系中的密排对密排关系 223

5.3.2 δ-Ni2Si沉淀相形貌和位向关系的晶体学分析 224

5.4 结束语 227

参考文献 228

第6章 Cu-Al2O3弥散强化铜合金 232

6.1 引言 232

6.2 内氧化热力学与动力学 236

6.2.1 Cu-Al合金内氧化热力学 236

6.2.2 Cu-Al合金的内氧化动力学 238

6.3 Cu-0.5 4Al2O3弥散强化铜合金的制备及其组织与性能 245

6.3.1 合金制备工艺 246

6.3.2 热压烧结坯锭的组织与性能 246

6.3.3 挤压态弥散强化铜合金的组织与性能 247

6.3.4 挤压棒材的冷拉拔加工组织与性能 250

6.3.5 氢气退火对冷拉拔弥散强化铜合金组织及性能的影响 252

6.3.6 拉伸及断裂行为 254

6.3.7 挤压工艺对Cu-0.5 4Al2O3合金组织和性能的影响 257

6.3.8 烧氢膨胀及氧含量测定结果 260

6.4 Cu-Al2O3弥散强化铜合金高温变形特性 263

6.4.1 热压缩条件对弥散强化铜合金真应力－真应变曲线的影响 263

6.4.2 压缩条件对峰值应力的影响 265

6.4.3 高温变形本构方程的建立 267

6.4.4 压缩变形后的合金显微组织研究 268

6.4.5 压缩过程中合金开裂行为研究 272

6.5 Cu-Al2O3弥散强化铜合金的强化和导电机制 275

6.5.1 弥散强化相Al2O3的形状、大小、分布特征 275

6.5.2 弥散强化铜合金的强化机制 279

6.5.3 弥散强化铜合金的导电机制 282

参考文献 284

第7章 Cu-TiB2弥散强化铜合金 288

7.1 引言 288

7.2 束熔体原位反应法制备Cu-TiB2合金热力学与动力学 289

7.2.1 Cu-Ti和Cu-B双束熔体原位反应热力学 289

7.2.2 Cu-Ti和Cu-B双束熔体原位反应动力学 291

7.3 双束熔体原位反应－快速凝固联合装置原型的设计 297

7.3.1 高频感应线圈的优化设计 298

7.3.2 反应器优化设计 300

7.3.3 射流熔体的紊动特性 300

7.3.4 快速冷凝系统的优化设计 310

7.4 制备过程参数对Cu-TiB2合金组织和性能的影响 313

7.4.1 扁型喷嘴反应器喷制Cu-TiB2合金 313

7.4.2 圆孔型喷嘴反应器喷制Cu-TiB2合金 326

7.4.3 几种原位反应过程模型的建立 331

7.5 机械合金化法制备Cu-TiB2合金 335

7.5.1 机械合金化对组织的影响 335

7.5.2 机械合金化对硬度的影响 337

7.5.3 原位反应动力学分析 337

7.5.4 热处理对原位反应的影响 339

7.5.5 原位反应机制 340

参考文献 342

第8章 Cu-Nb纳米弥散强化铜合金 345

8.1 引言 345

8.2 机械合金化法制备Cu-Nb合金粉末 347

8.2.1 Cu-Nb粉末机械合金化工艺参数 347

8.2.2 Cu-Nb粉末机械合金化过程研究 347

8.2.3 过饱和Cu-Nb纳米晶粉末的形成机制 354

8.3 Cu-Nb纳米晶粉末的热稳定性 364

8.3.1 Cu-Nb粉末在退火中的结构与性能变化 364

8.3.2 退火过程中Nb粒子的长大动力学 369

8.3.3 影响Cu-Nb合金热稳定性的因素 371

8.4 Cu-Nb合金的热压烧结及其组织性能 373

8.4.1 热压烧结工艺对锭坯致密度的影响 373

8.4.2 热压烧结工艺对合金微观结构的影响 374

8.4.3 热压烧结工艺对合金力学与电学性能的影响 377

8.5 Cu-Nb合金中纳米结构及相关基础问题 384

8.5.1 纳米Nb颗粒的同素异构转变 384

8.5.2 纳米尺寸效应与形变孪生 389

参考文献 397

第9章 Cu-Ni-X系弹性导电铜合金 400

9.1 引言 400

9.2 Cu-Ni-X合金成分设计原则及工艺流程 401

9.2.1 成分设计原则及制备流程概述 401

9.2.2 熔炼 403

9.2.3 铸造 403

9.2.4 热轧 404

9.2.5 固溶 404

9.2.6 冷轧 404

9.2.7 时效 404

9.2.8 表面清洗 404

9.3 Cu-Ni-Al系合金 405

9.3.1 Cu-Ni-Al合金的铸态组织 405

9.3.2 Cu-Ni-Al合金的热加工性能 406

9.3.3 Cu-Ni-Al合金的固溶组织 412

9.3.4 Cu-Ni-Al合金的冷变形组织 413

9.3.5 Cu-Ni-Al合金的淬火敏感性 414

9.3.6 Cu-Ni-Al合金的相变及析出贯序 421

9.3.7 Cu-Ni-Al合金的形变热处理 427

9.3.8 Cu-Ni-Al合金的抗应力松弛性能 437

9.3.9 设计的其他成分Cu-Ni-Al系合金的性能 438

9.4 Cu-Ni-Si系合金 439

9.4.1 Cu-Ni-Si合金的显微组织 439

9.4.2 Cu-Ni-Si合金的沉淀析出行为 445

9.4.3 Cu-Ni-Si合金的形变热处理 449

9.4.4 Cu-Ni-Si合金的抗应力松弛性能 451

9.4.5 设计的其他成分Cu-Ni-Si系合金的性能 452

9.5 Cu-Ni-Sn系合金 453

9.5.1 Cu-Ni-Sn合金微观组织分析 453

9.5.2 Cu-Ni-Sn合金的相变 455

9.5.3 Cu-Ni-Sn合金的TTT图 462

9.5.4 Cu-Ni-Sn合金的性能 465

参考文献 468