Cu-Ni-Mn系合金是一类具有高强度、高弹性模量的铜合金材料，常用制作弹性元器件（零部件），在航天航空、电子信息及轨道交通领域应用广泛。位错结构特征是影响Cu-Ni-Mn合金力学性能的重要因素，通过调控位错的形态、数量等特征可以有效控制合金的软化/硬化。江西理工大学研究人员通过分析热锻态Cu-20Ni-20Mn合金在退火过程中微观组织结构及力学性能的演变规律，揭示了位错亚结构影响Cu-Ni-Mn合金软化行为的本质原因。近日，这项研究成果已在期刊《Materials Characterization》上发表。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1044580318321612

本工作以Cu-20Ni-20Mn合金为研究对象，通过“铸造-热锻”制备了热锻态Cu-Ni-Mn合金。热锻态合金分别在550℃-700℃的温度区间进行退火处理，并对退火试样的微观组织结构及力学性能进行分析。研究发现，热锻态Cu-Ni-Mn合金在退火过程中发生了不同程度的软化现象。

通过EBSD等手段测量了Cu-Ni-Mn合金在不同退火状态下的位错密度，可以发现，Cu-Ni-Mn合金的硬度与位错密度不呈线性关系，并不满足Bailey-Hirsch公式。这表明位错密度并不是决定形变强化作用的唯一因素。

通过对比Cu-Ni-Mn合金在退火前后的位错状态可以发现，Cu-Ni-Mn合金在600℃退火后，一方面，合金中位错密度显著减少；另一方面，位错的排列会逐渐规则化，即沿着特定的晶面呈阵列排列。规则排列的位错对于位错的阻碍作用更小，这是导致Cu-Ni-Mn合金在600℃退火4h后位错密度与无显著变化（与600℃退火1h试样对比），而硬度却显著下降的主要原因。位错结构、分布、排列等特征是影响Cu-Ni-Mn合金硬度的重要因素之一。