[发明专利]内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金及其制备方法

权利要求书

1.内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：2.5~3.5%的Ni，0.6~0.85%的Si，0.3~0.5%的Cr，余量为铜和不可避免的杂质元素；该铜镍硅合金中含有30-35%体积的高密度、且具有不同取向的纳米孪晶，所述纳米孪晶的厚度为5~70 nm，不同取向的纳米孪晶呈相互交叉状，或者纳米孪晶的尖端终止于不同取向的纳米孪晶晶界和晶粒边界处，铜镍硅合金中还均匀分布有粒径为6~20nm的纳米级析出相。

2.根据权利要求1所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、合金熔炼

按照上述质量百分配比，分别称取镍、硅、铬和铜置于高频真空熔炼炉中，于惰性气体保护条件下对其进行高温真空熔炼，之后，于950~1100℃条件下进行浇筑，空冷至室温后，制得合金铸锭，备用；

步骤二、热挤压

将步骤一制得的合金铸锭加热至900~1050℃进行保温处理1~2h，之后热挤压成棒坯，备用；

步骤三、固溶处理

在惰性气体保护条件下，将步骤二制得的棒坯于850~900℃环境中进行保温固溶处理1~1.5h，之后，水淬；

步骤四、引入析出相

于惰性气体保护条件下，将步骤三完成水淬后的棒坯置于温度为500~750℃的加热炉内进行保温时效处理30~90min，冷却至室温后，得到内部具有纳米级析出相的棒状试样，备用；

步骤五、多取向孪晶的制备

采用高速冲击型设备对步骤四制得的棒状试样进行-196~-150℃温度条件下的多次、不同方向低温动态塑性变形处理，保证每次的变形速度大于20m/s，且棒状试样的最终变形量ε  1.2，其中，ε = ln (L₀/L_f)，L₀为棒状试样的初始高度，L_f为棒状试样变形后的最终高度；即得成品内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金。

3.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述高温真空熔炼前，需对高频真空熔炼炉进行抽真空处理，使炉内压强为5×10^-2~7×10^-2Pa，然后，充入惰性气体使炉内压强为0.04~0.06 MPa。

4.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述高温真空熔炼时的温度为1000~1200℃。

5.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤一、步骤三和步骤四中，所述的惰性气体为氩气。

6.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤三中，所述的保温固溶处理在箱式电阻炉中进行。

7.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤四中，所述的加热炉为真空管式炉，且冷却过程于空气环境中进行。

8.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤五中，所述低温动态塑性变形处理的过程中，每次进行变形前均需对棒状试样进行5~8 min的液氮冷却处理。

9.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤五中，所述的高速冲击型设备为高速落地锤。

10.根据权利要求2所述的内部多取向孪晶与析出相共存的铜镍硅合金的制备方法，其特征在于：在步骤五中，所述的多次、不同方向低温动态塑性变形处理的方式为，先以棒状试样的滚动方向进行冲击，每次冲击后顺时针翻转90°，此翻转过程进行5~10次；再以棒状试样的横截面方向进行冲击，使棒状试样的最终变形量ε  1.2。