THIẾT KẾ THÀNH PHẦN Ni/Sn VÀ TỐI ƯU HOÁ CÂN BẰNG ĐỘ BỀN - ĐỘ DẪN ĐIỆN HỢP KIM Cu-Ni-Sn

Tóm tắt

Bài báo nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần Ni-Sn và chế độ hoá già đến độ bền kéo và độ dẫn diện của hợp kim Cu-Ni-Sn. Các mác hợp kim với tỷ lệ Ni-Sn khác nhau được chế tạo, sau đó lý nhiệt tôi, biến dạng và hoá già trong khoảng nhiệt độ 350-400°C với thời gian 1-2 giờ. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm với mô hình bề mặt đáp ứng được sử dụng để khảo sát đồng thời ảnh hưởng của thông số công nghệ gồm: Nhiệt độ và thời gian hoá già đến độ bền kéo và độ dẫn điện của hợp kim. Kết quả cho thấy cả hai yếu tố này đều tác động đáng kể đến các chỉ tiêu cơ tính và độ dẫn điện, và có tương tác với nhau. Trên cơ sở đó, các phương trình hồi quy tuyến tính bậc nhất được thiết lập để mô tả mối quan hệ giữa chế độ hoá già với giới hạn bền kéo và độ dẫn điện. Kết quả cho thấy điều kiện hoá già 350°C trong 2 giờ đối với hợp kim Cu-9Ni-3Sn cho sự cân bằng tốt nhất giữa hai đặc tính, với độ bền kéo đạt khoảng 1060 MPa và độ dẫn điện đạt khoảng 14,08 %IACS. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế thành phần Ni/Sn và lựa chọn chế độ xử lý nhiệt nhằm tối ưu hóa đồng thời cơ tính và khả năng dẫn điện của hợp kim Cu-Ni-Sn.

Abstract

This investigates the effects of Ni-Sn composition and aging conditions on the tensile strength and electrical conductivity of Cu-Ni-Sn alloys. Alloy grades with different Ni-Sn ratios were fabricated, then subjected to solution treatment, deformation, and aging at 350-400°C for 1-2 hours. A design of experiments approach was employed to evaluate the combined effects of aging temperature and aging time on tensile strength and electrical conductivity. The results show that both factors significantly affect the mechanical and electrical properties of experimental data, first-order linear regression equations were established to describe the relationships between aging conditions, tensile strength, and electrical conductivity. The optimum balance between these two properties was obtained for the Cu-9Ni-3Sn alloy aged at 350°C for 2 hours, giving a tensile strength of about 1060 MPa and an electrical conductivity of about 14.08 %IACS. These findings provide a scientific basis for designing the Ni/Sn ratio and selecting appropriate heat treatment conditions to simultaneously the alloys, with an interaction between them. Based on the optimize the mechanical properties and electrical conductivity of Cu-Ni-Sn alloys.

Keywords: Cu-Ni-Sn alloy, spinodal decomposition, aging treatment, tensile strength, electrical conductivity, design of experiments.