導(dǎo)線用Al-Mg-Si-Zr-Y-RE合金組織及性能研究.pdf

1、Al-Mg-Si系合金力學(xué)性能優(yōu)越，廣泛應(yīng)用于中、重冰區(qū)和大跨越線路。隨著我國(guó)輸電線路不斷增容改造，Al-Mg-Si系合金導(dǎo)電率低、耐熱性不足的劣勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。本文以架空導(dǎo)線用Al-Mg-Si合金導(dǎo)體材料為研究對(duì)象，以改善合金強(qiáng)度、導(dǎo)電性、耐熱性為目的，采用顯微組織觀察，力學(xué)性能、導(dǎo)電性測(cè)試，SEM、EDS、XRD和TEM分析等方法對(duì)合金的組織與性能進(jìn)行研究。
　　通過(guò)調(diào)整Mg、Si質(zhì)量分?jǐn)?shù)比，添加Zr、Y及混合稀土，研究了不同成分

2、對(duì)合金組織及性能的影響，并采用正交試驗(yàn)優(yōu)化Al-Mg-Si-Zr-Y-RE的合金成分。對(duì)優(yōu)化成分合金的鑄態(tài)組織、相組成及形成過(guò)程進(jìn)行了分析，討論了合金元素的存在形式與作用機(jī)理；同時(shí)研究了變形加工、熱處理工藝對(duì)合金組織及性能的影響，最終確定高強(qiáng)高導(dǎo)耐熱Al-Mg-Si-Zr-Y-RE合金導(dǎo)體材料的制備工藝。研究的主要結(jié)果如下：
　?。?）通過(guò)正交試驗(yàn)確定了最優(yōu)合金成分：Al-0.7Mg-0.54Si-0.05Zr-0.045Y-0.

3、3RE。T8態(tài)的合金導(dǎo)線抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、導(dǎo)電率和強(qiáng)度殘存率分別為：275MP a，7.3％，54.8%IACS，93.2%。通過(guò)0.05%Zr元素和0.045%Y元素的復(fù)合添加，合金強(qiáng)度殘存率從75.83%提高到92.68%，耐熱性提高22.22%，Al3(Zr,Y)相的形成使合金綜合性能顯著提升。
　　（2）鑄態(tài)Al-Mg-Si-Zr-Y-RE合金顯微組織中存在條狀相、短棒狀相、球狀相及一些網(wǎng)狀共晶組織。含硅相或者含鎂相組成的

4、條狀相在晶界附近析出，稀土元素及少量雜質(zhì)元素在晶界處富集；短棒狀相及球狀相大多是Al3Zr，此外還存在含Zr、Y元素的微米級(jí)球狀相，確定為Al3(Zr,Y)相；網(wǎng)狀共晶組織多是α(Al)+Si+Mg2Si三元共晶體，其附近還存在β-AlFeSi相，稀土元素能在一定程度上抑制β-AlFeSi相的生長(zhǎng)、粗化。
　?。?）不同Mg、Si比鑄態(tài)Al-Mg-Si-Zr-Y-RE合金中共晶組織形貌也存在較大差異。隨著Mg、Si比的增大，鑄態(tài)A

5、l-Mg-Si-Zr-Y-RE合金導(dǎo)電率呈先增大后減小的趨勢(shì)，在一定范圍內(nèi)，導(dǎo)電率的波動(dòng)隨Mg、Si比的增大而增大。鑄態(tài)Al-Mg-Si-Zr-Y-RE合金共晶組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在其非平衡凝固過(guò)程中，β(Al5FeSi)相首先沉淀，另外兩種相通過(guò)三元共晶反應(yīng)L→α(Al)+Mg2Si+π(Al8Si6Mg3Fe)形成，且Mg2 Si相會(huì)依附于Si相不斷生長(zhǎng)。
　　（4）確定 T8（擠壓、固溶、拉拔、時(shí)效）為 Al-Mg-Si-Zr-Y