新型ZCuSn10Zn2FeCo合金的Fe含量对组织性能和力学性能的影响

以GBZCuSn10Zn2 合金为基础，利用真空熔炼离心浇铸工艺，制备了新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金，通过金相显微镜、SEM、TEM、HRTEM 等实验测试技术表征了新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金的组织性能，通过研究分析得到以下结论：

（1）新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金力学性能得到了大幅度的提升：铸态下新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金的抗拉强度由原来的210～230MPa提高到了350～450MPa，屈服强度由原来的120～128MPa增加到205～240MPa，ZCuSn10Zn2FeCo材料的伸长率在12%～20%。

（2）新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金的凝固组织由原来ZCuSn10Zn2合金粗大的树枝晶转变为等轴晶组织，尺寸约40～100μm，硬脆δ相数量大大减少了，Sn元素偏析也得到了减轻。离心工艺条件下ZCuSn10Zn2FeCo铸态基体中可以得到大量弥散分布、尺寸在2～20nm 不等的Fe纳米颗粒，纳米颗粒弥散分布在铜基体中，与基体界面关系良好。

（3）Fe含量分别为1%、2%、3%时，新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金的组织性能有着比较大的变化，新型合金的综合力学性能不是随着Fe含量增加而单调增加的。Fe纳米增强相是新型ZCuSn10Zn2FeCo合金力学性能提高的重要原因，合金强化机制由细晶强化、析出强化、共格强化等机制组成。(www.xing528.com)

（4）新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金铸态条件下纳米颗粒的有效半径为4.3nm，界面层厚度参数为0.140nm；新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金试样400℃、500℃、600℃保温4h条件下纳米颗粒的有效半径分别为5.5nm、5.7nm、6.4nm，在凝固过程中得到的纳米颗粒强化相在时效过程中具有良好稳定性。

（5）CuSn10Zn2FeCo合金形变40%+400℃时效4h后，其抗拉强度和屈服强度分别为635MPa、505MPa。SAXS实验显示在凝固过程中得到的纳米颗粒强化相在形变热处理过程中具有良好稳定性。

（6）新型ZCuSn10Zn2FeCo锡青铜合金在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能优良，静态腐蚀率为0.0254mm/a。合金的腐蚀机理为脱铁腐蚀。形变热处理后CuSn10Zn2FeCo试样在3.5%NaCl溶液中的静态腐蚀率分别为0.0182mm/a和0.0197mm/a，按照材料耐腐蚀等级标准分，均属于优良级。