该合金管材主要为冷拔无缝管，其加工工艺极其复杂，即先通过热挤压［２］或机加工得到所需尺寸的管坯，再在轧管机上经过多道次退火、冷拔加工成成品管，最后再对成品管材进行热处理，获得力学性能和显微组织符合要求的管材。冷拔过程中的变形量与热处理温度对该合金管材的性能与质量都有较大影响，所以对ＧＨ４１６９合金冷拔管加工工艺和热处理工艺的研究就显得尤为重要，而该合金的最大优点是可以通过调整冷变形工艺参数并结合不同热处理工艺来获得不同晶粒尺寸和性能的冶金产品或管材［３］。在法、美等发达国家，很早就对其冷加工成型工艺以及相应的热处理进行了系统研究，但我国对该合金制备工艺参数优化方面的研究报道还较少。为此，作者根据国内现有生产设备及产品的技术条件，对不同变形量冷拔和不同温度热处理后冷拔管的组织与性能进行了研究，以获得最佳加工工艺参数，这对我国航空工业的发展、自主创新能力的提高有重要意义。
１试样制备与试验方法
试验用的ＧＨ４１６９合金管坯为市售，其尺寸为７８ｍｍ×８ｍｍ（壁厚）×１０００ｍｍ，其化学成分（质量分数／％）为０．０４１Ｃ，０．０７０Ｓｉ，０．０１０Ｃｕ，０．０３２Ｍｎ，５．２５Ｎｂ，５３．０２Ｎｉ，０．０３０Ｃｏ，１８．９０Ｃｒ，２．９７Ｍｏ，０．９７Ｔｉ，０．６０Ａｌ，０．００２Ｂ，０．００１５Ｓ。合金管坯分别经２０％，３０％，４０％，５０％，６０％变形量冷拔后在８００～１１００℃进行中间热处理，然后分别对不同合金管试样进行显微组织分析，来确定适宜的冷拔变形量及中间热处理温度；最后再将合金管在该变形量下进行４道次冷拔变形和３次最佳中间退火温度下的热处理，得到５２ｍｍ×１ｍｍ（壁厚）的成品合金管，最后在９５５，９９０℃分别保温３０～６０ｍｉｎ，对成品管进行最终热处理，真空度为６．６７×１０－３Ｐａ，在氮气保护下快冷至２００℃出炉。
按照ＧＢ／Ｔ２２８—２００２《金属材料室温拉伸试验方法》进行拉伸试验；采用ＪＥＭ－３１００Ｆ型透射电子显微镜（ＴＥＭ）观察在１０００℃左右热处理后δ相的分布，试样采用ＭＴＤ１型双喷电解减薄仪制取；采用ＸＨＣ－ＳＶ２型光学显微镜观察晶粒度，并按ＧＢ６３９４－２００２《金属平均晶粒度测定方法》进行评级，进而确定最终热处理工艺参数。
２试验结果与讨论
２．１不同变形量冷拔后的显微组织由图１可见，ＧＨ４１６９合金管坯经不同变形量冷拔后组织产生了明显的变形。变形量为２０％时，合金晶粒已经发生变形，在晶粒内出现一些平面特征，即滑移带或变形带；当变形量达到４０％～５０％时，合金晶粒变形严重，晶粒拉长，而且平面特征增多；当变形量为６０％时，合金组织呈纤维状，若继续增大变形量则容易产生脆断。
２．２不同温度中间热处理后的组织与力学性能
由图２可见，变形量为２０％，３０％的合金管经８００～１０００℃热处理后，抗拉强度随温度的升高而迅速降低，１０００～１１００℃降低速度缓慢；变形量为４０％，５０％的合金管在８００～１０００℃热处理后，随着温度升高，抗拉强度先略有上升然后迅速降低，１０００～１１００℃降低速度缓慢。变形量为２０％，３０％的合金管的抗拉强度迅速降低，这是由于回复、再结晶起主导作用的缘故；而变形量为４０％，５０％的合金管先略有上升而后迅速降低，这是因为大变形量的冷拔管经８００～８５０℃热处理后容易诱发δ相的析出，δ相在原始晶粒晶界处沉淀，阻碍新生再结晶晶粒长大，导致抗拉强度呈升高趋势；尽管δ相的析出峰在９００℃左右，但当温度在８５０～９００℃时，回复、再结晶降低抗拉强度的作用超过δ相析出提高抗拉强度的作用，使得抗拉强度出现下降［４］，所以抗拉强度的峰值出现在８５０℃附近；随着热处理温度的再升高，δ相开始溶解，回复、再结晶继续进行，抵消了部分变形抗力，故而合金强度继续降低。从强度方面考虑，ＧＨ４１６９合金管适宜的变形量为４０％～５０％。
由图２还可见，当热处理温度在８００～８５０℃时，变形量为２０％，３０％的合金管的伸长率和断面收缩率均快速增加；在１０００℃时，伸长率和断面收缩率分别达到６０％和５０％左右；超过１０００℃时增加缓慢或有所下降。而变形量为４０％，５０％合金管的热处理温度在８００～８５０℃时，伸长率和断面收缩率稍有降低，这是由于δ相析出所至；当温度超过８５０℃时，由于回复、再结晶起主导作用，合金的伸长率和断面收缩率均增加较快，超过１０００℃时增加缓慢。
由图３可见，合金管在９９０℃中间热处理后的奥氏体晶界和晶粒内均有尚未溶解完的薄片状δ相，且分布不均匀。
由图４可见，大变形量后合金管在１０００℃及以下（９５０℃）热处理时δ相仍较多；但在１０００℃热处理后δ相基本溶解。
上述结果表明，当中间热处理温度在１０００～１１００℃之间时，δ相基本溶解，对晶粒长大不再有阻碍作用，晶粒尺寸较大，合金管具有较低的强度和良好的塑性［５］。考虑到中间热处理后合金管需进行较大变形量的冷拔，要具备良好的塑性，所以选择中间热处理温度为１０００～１０５０℃。
２．２成品管热处理工艺参数的确定
成品管热处理的目的是使其组织和性能均符合技术要求。根据管材技术要求，制订４种工艺进行最终热处理，并测试相应的拉伸性能并分析显微组织，结果如表１和图５所示。
循环性能，这是由于碳可以增强导电性能并起到缓冲合金骨架的作用，使循环性能得到提高［１１］。
３结论
（１）烧结后ＳｎＣｏ０．９Ｙ０．１合金的物相主要为ＣｏＳｎ、ＣｏＳｎ２相，随着球磨时间延长，物相不发生改变，但晶粒尺寸先减小后趋于稳定；加入碳后合金的主要物相仍没改变，碳与合金相形成物理混合物。
（２）随着球磨时间延长，ＳｎＣｏ０．９Ｙ０．１合金的首次充放电容量先明显增加后趋于稳定，而首次充放电效率则逐渐减小；循环性能先明显增大后趋于稳定；当球磨６０ｈ后，ＳｎＣｏ０．９Ｙ０．１合金的首次放电容量达到最大值，为３９０ｍＡ·ｈ·ｇ－１，经过２５次循环后保持了首次放电容量的８０．８％。
（３）添加碳前后，ＳｎＣｏ０．９Ｙ０．１合金的首次充放电性能差别不大，但碳使其循环性能得到提高，首次放电容量为３８５ｍＡ·ｈ·ｇ－１，经过２５次循环后，保持了首次放电容量的８５．９％。
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