Zhongyue Yang a , Liang Zhou b , Yake Wu a , Bai Li c , Huantong Shi d , Xingwen Li d ,  Feng Jiang a,* , Junyong Lu c,**

a State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China

b School of Materials Science and Engineering, Chang’an University, Xi’an, 710064, China

c National Key Laboratory of Electromagnetic Energy, Naval University of Engineering, Wuhan, 430033, China

d State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China

 

本研究系统考察了时效Cu–2.7Ni–1.34Si–0.6Cr（原子百分比）合金在0.001-8000 s⁻¹应变速率和25-500℃温度范围内的力学性能与微观结构演变规律。在准静态加载条件下，该合金在室温和300℃时展现出优异的强度-延展性平衡，但当温度升至500℃时出现显著延展性衰减，表明存在中间温度脆化现象。应变速率的提高因合金低应变敏感性导致强化效果有限（应变速率突跃试验验证），但通过抑制晶界损伤可有效提升500℃下的延展性。强化机理计算结果与实测屈服强度吻合，表明沉淀（奥罗万绕过）和位错硬化在所有温度下均占主导地位。材料软化现象主要源于温度依赖性剪切模量的降低。延展性分析显示：在室温和300℃时，所有应变速率下均普遍存在变形孪晶；当温度升至500℃且应变速率超过1000 s⁻¹时，孪晶现象更为显著。该现象可通过堆垛层错能、晶粒尺寸及取向进行解释，与计算得出的临界孪晶应力值吻合。这些研究结果有助于深入理解铜合金在极端服役条件下的微观结构演变及其力学响应特性。

 

 

本研究获得以下资助：国家自然科学基金（项目编号：92166102、52101149、92366301）、陕西省创新能力支持计划（项目编号：2024CXGXPT-20）、中国博士后科学基金（项目编号：2023M742763、2024T170716）以及陕西省博士后研究项目。同时，作者衷心感谢XJTU仪器分析中心对扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）测试提供的技术支持。