彈性合金是精密儀器儀表和精密機(jī)械中不可缺少的材料，用于制造接插件、彈簧連接器、開關(guān)、接觸片等，在電子信息、汽車、通訊工業(yè)以及載人航天等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。其中，鈹青銅號稱“彈性材料之王”，不僅具有很高的強(qiáng)度、彈性、耐磨性和耐疲勞性，還具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、無磁和沖擊無火花等性能，在彈性合金領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，鈹青銅生產(chǎn)過程存在毒性問題，且鈹青銅元件高溫抗應(yīng)力松弛能力差、高溫導(dǎo)電穩(wěn)定性低和時效后元件的變形度大等問題，已滿足不了精密儀器的要求。

為了替代鈹青銅合金，國內(nèi)外開展了新型高彈高強(qiáng)銅合金研究，主要有Cu－Ni－Sn系列、Cu－Ni－Mn系列、Cu－Ni－Si系列、Cu－Ni－Al系列以及Cu－Ti系列。其中，Cu－Ni－Mn、Cu－Ni－Al系列合金，雖具有超高強(qiáng)度和高抗應(yīng)力松馳性能，但導(dǎo)電性能較差;Cu－Ni－Si系列和Cu－Ni－Al－Si合金的強(qiáng)度和抗疲勞性能偏低。

相比之下，Cu－Ti合金具有高強(qiáng)度、高硬度和高彈性，優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性、耐腐蝕性、可焊性以及機(jī)械加工性，與鈹青銅相當(dāng)；與鈹青銅相比，Cu－Ti合金的高溫性能更為優(yōu)異。因此，Cu－Ti合金是替代鈹青銅最有潛力的材料之一。

Cu－Ti合金是典型的時效硬化型合金，一般Ti含量在1%～6%。時效過程中，過飽和的Cu－Ti合金發(fā)生分解：首先是固溶體中復(fù)雜的有序化和團(tuán)簇的形成，然后通過非典型形核或調(diào)幅先分解，形成亞穩(wěn)態(tài)的有序共格β'－Cu4Ti相，導(dǎo)致Cu－Ti合金強(qiáng)化；隨著Cu4Ti相的逐漸長大，與基體失去共格關(guān)系，形成了穩(wěn)定相β－Cu3Ti相，Cu－Ti合金強(qiáng)度下降。

圖 Cu-Ti合金相圖

銅鈦合金目前在研究上取得了大量成果:(1)厘清了Cu－Ti二元合金的相變過程，確定了調(diào)幅分解→fcc有序相→長程有序相β'－Cu4Ti相→Cu3 Ti相的相變順序;(2)發(fā)展出Cu－Ti－Sn、Cu－Ti－Ni和Cu－Ti－Al等系列銅鈦合金，其中Cu－Ti－Ni系列相對強(qiáng)度和導(dǎo)電率較好;(3)銅鈦合金大部分的熔煉工藝采用真空熔煉，少部分采用粉末冶金技術(shù)，大氣環(huán)境下熔煉困難較大，連鑄工藝尚未成熟，銅鈦合金的工業(yè)化大生產(chǎn)仍是一個挑戰(zhàn)【鄭良玉等，高強(qiáng)高彈代鈹銅鈦合金研究進(jìn)展】。

隨著航空航天行業(yè)、電子信息行業(yè)快速發(fā)展，對導(dǎo)電彈性合金提出了更高要求，對于銅鈦合金的需求量將越來越大。