مواد و ساخت پیشرفته

در تحقیقات اخیر، تاثیر ناخالصی روی استحکام و هدایت آلیاژهای Cu-Ni-Si شامل رسوبات کاملا ناپیوسته با ناخالصی و بدون ناخالصی بررسی شده است.

در آلیاژ Cu-4.75 Ni-1.13 Si، که محتوای Ni+Si آن نزدیک به حد حلالیت است، هیچ ناخالصی مشاهده نشده است. در حالی که در آلیاژهای Cu-6Ni-1.42Si که در دمای 980 درجه سانتی گراد تحت عملیات انحلالی قرار گرفته است، ناخالصی تشکیل می شود.

دلیل این امر این است که زمان پیرسازی برای تشکیل رسوبات کاملا ناپیوسته در دمای 500 درجه سانتی گراد، در آلیاژ Cu-6Ni-1.42Si کمتر از آلیاژ Cu-4.75Ni-1.13Si است. نتایج آزمایشگاهی در این تحقیق نشان داده است استحکام/هدایت آلیاژ Cu-6%Ni-1.42%Si دارای ناخالصی حدود MPa 1071/ IACS% 46  است، در حالیکه برای آلیاژ Cu-4.75Ni-1.13Si بدون ناخالصی  MPa 966 / IACS% 50  بود.

در واقع این نتایج ثابت کرده است آلیاژ Cu-Ni-Si شامل ناخالصی، دارای استحکام بیش از 1000 MPa و هدایت بالاتر از 46%IACS است. این توجیه علمی وجود دارد که جهت گیری یک طرفه حاصل از کشش رسوبات فیبری-شکل Ni₂Si ، با کاهش سطح مقطع رسوبات لایه ای شکل برای عبور الکترونها، باعث افزایش هدایت آلیاژهای Cu-Ni-Si می شود. افزایش استحکام نیز احتمالا به دلیل کسر حجمی بالاتر رسوبات فیبری شک Ni2Si، به همراه فاصله کوتاه بین آنها، در آلیاژ Cu-6Ni-1.42Si شامل ناخالصی در مقایسه با آلیاژ Cu-4.75Ni-1.13Si بدون ناخالصی است.

منبع:

https://www.researchgate.net/publication/226879664_Effect_of_heat_treatment_on_precipitation_behaviour_in_a_Cu-Ni-Si-P_alloy

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925838820323707