形变热处理对组织的影响分析

ZCuSn10Zn2FeCo合金熔体凝固过程中获得了大量弥散分布的纳米增强相，在凝固过程中可以作为形核核心存在，能够强有力地细化晶粒。Fe纳米颗粒的主要作用是能够作为强化相存在，尺寸在2～20nm 的细小析出相与基体保持着共格的界面关系，使得新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金在具有很高的抗拉强度的同时还保持着良好的延塑性。

新型CuSn10Zn2FeCo合金经过形变处理后 （形变20%、40%、60%+时效热处理）后在合金中没有发现（α+δ）共析体组织，亮白色的硬脆相基本上得到了消除，此时合金的组织基本上以Cu固溶体和Fe析出相组成。这是因为形变能的存在，合金处于高能量状态，属于不稳定的体系，400℃和500℃条件下时效保温4h，合金元素有着充分的时间通过基体中的高密度位错、晶界、相界面等高扩散率通道进行扩散，从而消除了Sn元素偏析和硬脆相的存在，合金基体中的元素变得更加均匀，对合金性能的提高有着良好的贡献。

形变热处理对新型CuSn10Zn2FeCo材料的组织性能影响明显，推测原因可能是形变能够在材料基体中引入数量众多的位错，而位错、晶界等属于高能量状态，这些不稳定的位错、晶界可以为基体中的元素扩散提供快速通道。(www.xing528.com)

形变还可以在基体中产生大量的形变带，形变带中储存了一定的应变能，能够补偿析出相在形核时所需要的能量，在这些地方析出相形核所需要的能量较小，同时形核位置增多，就更加有利于析出物的析出。

形变也能够将改变晶粒的形状，将晶粒压成长条状甚至压碎，使得晶界面积大大增加，补偿了形核所需要的晶界能，而晶界又是粒子析出的最佳位置之一。

1号、3号试样的抗拉强度分别为565MPa，635MPa，而经过60%形变+400℃时效4h的工艺后，5号试样的抗拉强度则下降到了460MPa。从图5.4 （e）、（f）中可以发现，此时的析出相出现了亚微米级颗粒，和图5.4 （c）、（d）相比，细小析出相几乎全部消失，团聚长大为亚微米级大小的析出颗粒。究其原因可能是由于形变60%条件下，大的形变量在合金基体中引入了更高的应变能，60%形变后的合金处于不稳定的高能量状态，合金在进行时效热处理时，原子具有良好的扩散能力，细小的纳米颗粒发生了聚集粗化过程。我们知道析出相的半径r越小，间距λ越小，强化效果也越好。正是由于大量纳米颗粒的长大，5号试样合金的力学性能也大幅度下降。