中強高導(dǎo)鋁合金線的制備與性能研究.pdf

1、Al-Mg-Si合金由于具有良好的力學(xué)性能、導(dǎo)電性、塑性成形性及耐腐蝕性而廣泛應(yīng)用于遠距離、大跨越輸電線路中。為滿足輸電線路增容改造的需求，開發(fā)一種新型中強高導(dǎo)鋁合金導(dǎo)體材料，在保證合金強度的同時，進一步提高材料的導(dǎo)電性，并應(yīng)用于制造中強全鋁合金絞線，具有較好的綜合優(yōu)勢。
　　本文以架空裸導(dǎo)線用Al-Mg-Si合金導(dǎo)體材料為研究對象，調(diào)整Mg、Si、混合稀土RE和B元素進行合金化處理設(shè)計出合金成分，對比不同加工工藝下合金的組織及性

2、能，得出優(yōu)化的Al-Mg-Si-RE-B合金成分，探討了優(yōu)化的Al-Mg-Si-RE-B合金的鑄態(tài)組織、稀土相及非平衡相組成等，研究了均勻化處理、不同加工工藝及時效對合金組織與性能的影響，制備出高性能的中強高導(dǎo)Al-Mg-Si-RE-B合金單絲。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）通過綜合對比四種設(shè)計的合金在不同T8態(tài)下的抗拉強度、導(dǎo)電率和伸長率，得出最優(yōu)的合金成分為Al-0.32Mg-0.42Si-0.2RE-0.08B，此時合金單絲

3、的抗拉強度、導(dǎo)電率和伸長率可達到246.67MPa、60.12％IACS和6.9%。最優(yōu)合金鑄態(tài)時抗拉強度和導(dǎo)電率為105.0MPa和56.42%IACS。
　　（2）最優(yōu)合金的鑄態(tài)組織中稀土元素在長條狀α(Al-Fe-Si）附近處富集，形成了不含F(xiàn)e元素的球狀A(yù)l-Si-(La/Ce)復(fù)雜物相。此外，稀土RE和B產(chǎn)生交互作用，形成了Al-B-(La/Ce)相。非平衡組織中存在大量的Al-Fe-Si三元共晶相，其中長條狀或魚鱗狀的

4、α(Al-Fe-Si）相的存在較多。
　?。?）不同均勻化處理下，隨著溫度（540℃、560℃、580℃）的升高或保溫時間（6h/7h/8h/9h）的增加，最優(yōu)合金的硬度呈下降趨勢，導(dǎo)電率呈上升趨勢，最后均趨于穩(wěn)定。對比最優(yōu)合金的顯微組織、導(dǎo)電率和硬度的變化，得到最佳均勻化處理工藝為570℃下保溫8h，導(dǎo)電率達到57.12%IACS。
　?。?）Al-0.32Mg-0.42Si-0.2RE-0.08B合金單絲在150℃、17

5、0℃和190℃時效時，抗拉強度隨時效時間的增加呈先增加、后降低的變化規(guī)律。隨著時效溫度升高，鋁合金單絲強度達到峰值的時間越少；時效溫度越高，達到的峰值并不一定越高。Al-0.32Mg-0.42Si-0.2RE-0.08B合金單絲在150℃、170℃、190℃和210℃時效時，隨著時效時間的增加，導(dǎo)電率呈遞增的變化趨勢，最后趨于穩(wěn)定，但是導(dǎo)電率增加速率存在不同。時效時間相同時，溫度越高，鋁合金單絲的導(dǎo)電率越高。
　?。?）綜合考慮導(dǎo)