[发明专利]具有高韧性的铜‑镍‑锡合金

权利要求书

1.一种亚稳合金，包含：

5重量％至20重量％的镍；以及

5重量％至10重量％的锡；

除了杂质和微量的添加物外，余量为铜，其中所述微量的添加物选自由硼、锆、铁、铌、锰和镁构成的组中的至少一种，并且在所述亚稳合金中，所述微量的添加物各自的含量均不超过0.3重量％；

其中所述合金的0.2％补偿屈服强度为至少110ksi，当在室温下用V型缺口并根据ASTM E23对所述合金进行测量时的冲击韧性为至少12英尺磅、极限拉伸强度为至少120ksi，并且最小伸长率为20％。

2.权利要求1所述的亚稳合金，其中所述合金包含14重量％至16重量％的镍、7重量％至9重量％的锡，余量为铜。

3.权利要求2所述的亚稳合金，其中所述合金包含15重量％的镍和8重量％的锡。

4.权利要求1所述的亚稳合金，当在室温下用V型缺口并根据ASTM E23对所述亚稳合金进行测量时，其具有至少30英尺磅且至多100英尺磅的冲击韧性。

5.权利要求1所述的亚稳合金，其导磁系数小于1.02。

6.一种制造铜-镍-锡亚稳合金的方法，包括：

对包含5重量％至20重量％的镍、5重量％至10重量％的锡、以及余量的铜的铜-镍-锡合金进行铸造；

将所述合金均质化；

对经均质化的所述合金进行热加工以获得最小为5：1的压缩比；

在1470°F至1650°F的温度下对经过热加工的所述合金进行固溶退火；

对经过固溶退火的所述合金进行冷加工，直到在所述合金中发生15％至80％的断面收缩率；以及

在所述冷加工后，对所述合金进行亚稳硬化，以制得铜-镍-锡亚稳合金；

其中所述铜-镍-锡亚稳合金的0.2％补偿屈服强度为至少75,000psi。

7.权利要求6所述的方法，其中，所述铜-镍-锡合金包含14重量％至16重量％的镍、7重量％至9重量％的锡，并且余量为铜。

8.权利要求7所述的方法，其中，所述铜-镍-锡合金包含15重量％的镍和8重量％的锡。

9.权利要求6所述的方法，其中所述均质化在1400°F或更高的温度下进行。

10.权利要求7所述的方法，其中所述均质化在1475°F至1650°F的温度下进行。

11.权利要求6所述的方法，其中所述均质化的进行时间为4小时至48小时。

12.权利要求6所述的方法，其中所述热加工在1300°F至1650°F的温度下进行。

13.权利要求6所述的方法，其中所述热加工的加热过程的进行时间为至少6小时。

14.权利要求6所述的方法，其中所述固溶退火的进行时间为0.5小时至6小时。

15.权利要求6所述的方法，还包括所述固溶退火之后的淬火。

16.权利要求15所述的方法，其中所述淬火在所述固溶退火结束之后2分钟之内进行。

17.权利要求6所述的方法，其中所述冷加工在室温下进行。

18.权利要求6所述的方法，其中重复进行所述冷加工步骤或所述固溶退火步骤。

19.权利要求6所述的方法，其中所述亚稳硬化在400°F至1000°F的温度下进行。

20.权利要求19所述的方法，其中所述亚稳硬化在450°F至725°F的温度下进行。

21.权利要求6所述的方法，其中所述亚稳硬化在500°F至675°F的温度下进行。

22.权利要求6所述的方法，其中所述亚稳硬化的进行时间为10秒至40,000秒。

23.权利要求22所述的方法，其中所述亚稳硬化的进行时间为5,000秒至10,000秒。

24.权利要求6所述的方法，其中所述亚稳硬化的进行时间为0.5小时至8小时。