固溶温度对Ag-4Cu-0.3Ni合金组织和硬度的影响

　　纯Ag是良好的导电导热材料，但由于其硬度强度较低，耐磨损性差，不能达到电接触材料耐磨损的要求，且纯Ag价格昂贵，数量稀少，生成成本高[1]。为节约贵金属并提高接触性能，弱电接触材料普遍采用复合材料，即以廉金属为基体，复合性能优异的贵金属层及其合金[2]。后来在Ag基体中加入Cu或Ni，发现Ag-Cu合金具有较高硬度强度和耐磨性，但容易发生偏析，而Ni元素在Ag中有细化晶粒、减少偏析的作用，因此Ag-4Cu-0.3Ni/Cu合金成为目前得以广泛应用的弱电接触复合材料[2]。但银层合金的耐磨性、耐腐蚀性等综合力学性能仍有待提高。固溶时效工艺能显著提高合金的强度、硬度，是一种强化材料的常用方法[3]。大量实践表明，随着溶质原子的溶入，往往会引起合金性能的显著变化，因而研究固溶工艺对固溶度的影响很有实际意义[4]。

　　目前，关于电接触材料Ag-4Cu-0.3Ni固溶度对其组织性能影响的研究甚少。本文对轧制后的Ag-4Cu-0.3Ni进行固溶处理，观察固溶后基体显微组织，测定显微硬度值，并采用XRD衍射测定基体晶格常数，然后用Vegard定律推导出基体的固溶度，并通过Origin拟合了固溶温度对基体固溶度的影响规律。

　　1 实验部分

　　用SX-1000箱式炉制备一系列不同固溶度的样品，进行X射线衍射分析，对XRD图谱的分析结果采用最小二乘法拟合外推得其晶格常数[5]，用Vegard定律[6]推出相应的理论固溶度。

　　实验所用Ag-4Cu-0.3Ni块状材料(at/%)成分为:Ag 92.43%，Cu7.01%，Ni0.53%。将Ag-4Cu-0.3Ni块状材料填埋在混合了干沙和碳粉的隔氧材料中，分别在680℃、720℃、760℃温度下进行固溶处理，保温1h后水淬。

　　通过JSM-6460LV扫描电子显微镜(SEM)观察不同固溶温度处理后第二相显微组织。将精磨后的试样用显微硬度计测定显微硬度，加载载荷50g，加载时间15s，使测试点均匀分布在试样表面，取15次测量的平均值。采用日本理学D/MAX-2500 型定靶X射线衍射仪(XRD)，选择CuKα辐射，管电压40kV，管电流100mA，波长为0. 154056nm，2θ在75°～140°，以3(°)/min 的速度连续扫描。用JADE5.0对X射线衍射数据进行处理，采用峰面积法(重心法)确定峰位。

　　根据BLOG方程，晶面间距(hkl)与衍射峰有如下对应关系: λ=2dhkl·sinθhkl，其中λ为X射线靶材CuKα辐射的波长。纯Ag是面心立方(FCC)结构，在立方体系中晶格常数与晶面间距之间有如下关系:，由此可以得到hkl所对应的晶格常数a0=。为了尽量减小误差，晶格常数的测定应该尽量选择高衍射角，因此需采用最小二乘法拟合外推得到θ为90°时的晶格常数a，再用Vegard公式: