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文檔簡介
1、導(dǎo)體材料除了要有良好的導(dǎo)電性外,還要有一定的強(qiáng)度以支持其自身的重量和外來的自然載重。Al-Mg-Si系合金優(yōu)越的力學(xué)性能,使其在中重冰區(qū)、大跨越線路中優(yōu)勢明顯。但 Al-Mg-Si系鋁合金導(dǎo)線仍存在一些問題:① Al-Mg-Si系合金導(dǎo)電率較低。②合金中的 Mg2Si相往往以粗大的漢字狀形態(tài)出現(xiàn),使合金的室溫力學(xué)性能特別是延伸率下降,同時也會限制 Mg2Si相對合金高溫性能的貢獻(xiàn)。③鑄態(tài)組織晶粒粗大,機(jī)械性能有待提高。
本文在
2、常用高強(qiáng)鋁合金導(dǎo)體材料6201、6101的基礎(chǔ)上,調(diào)整鎂硅比例,并添加硼、稀土和鍶元素,以提高合金導(dǎo)電性。采用正交試驗,對Al-Mg-Si-B-Re-Sr材料的成分進(jìn)行優(yōu)化,并通過對鑄態(tài)合金的導(dǎo)電率、抗拉強(qiáng)度和伸長率進(jìn)行評分,得出最佳合金成分Al-0.96Mg-0.6Si-0.05B-0.3Re-0.03Sr。對合金錠進(jìn)行不同溫度的均勻化處理,研究均勻化溫度和時間對合金顯微組織和性能的影響,確定最佳均勻化溫度和保溫時間為575℃,9h。
3、將均勻化后的合金擠壓、拉拔,制備鋁合金線。固溶、時效處理后測試合金線性能。
研究結(jié)果表明,各因素對合金導(dǎo)電率的影響顯著程度由大到小依次為:鎂硅比例、硼含量、鍶含量和稀土含量。對合金抗拉強(qiáng)度的影響顯著程度由大到小依次為:鎂硅比例、鍶含量、硼含量、稀土含量。對合金伸長率的影響顯著程度由大到小依次為:鎂硅比例、硼含量、稀土含量、鍶含量。最優(yōu)合金Al-0.96Mg-0.6Si-0.05B-0.3Re-0.03Sr,鑄態(tài)時的導(dǎo)電率、抗拉
4、強(qiáng)度和伸長率分別為43.1%IACS,175MPa,12.9%。
當(dāng)合金中鎂硅比例為1.5:1時,合金組織中有粗大板塊狀初晶硅生成。初晶硅降低合金導(dǎo)電性、抗拉強(qiáng)度和伸長率。當(dāng)合金中鎂硅比例為1.6:1和1.7:1時,無初晶硅出現(xiàn)。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%的鍶,能夠使網(wǎng)狀Mg2Si分散、細(xì)小,使AlFeSi由β-AlFeSi相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?AlFeSi相,提高合金力學(xué)性能,改善合金加工性能。當(dāng)鍶含量超過0.1%時,合金組織中出現(xiàn)針狀A(yù)l
5、4Sr相,隨著鍶含量的增加,Al4Sr相增多,并且在晶界處偏聚,降低合金導(dǎo)電性能和力學(xué)性能。
對最優(yōu)合金進(jìn)行不同溫度的均勻化處理,560℃保溫16h和575℃保溫9h,晶界處的偏析得到明顯改善,晶界變細(xì),第二相分散,合金顯微組織最佳,590℃保溫4h,合金出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。當(dāng)均勻化溫度為560℃,保溫時間為16小時時,合金導(dǎo)電率達(dá)到最大值,為55.6%IACS,比鑄態(tài)合金導(dǎo)電率(43.1%IACS)提高29.0%。當(dāng)均勻化溫度為5
6、75℃時,保溫時間為9小時時,合金導(dǎo)電率達(dá)到最大值,為55.5%IACS,比鑄態(tài)合金導(dǎo)電率(43.1%)提高28.7%。均勻化處理后,合金抗拉強(qiáng)度降低,伸長率升高。560℃均勻化處理16h,合金抗拉強(qiáng)度為153MPa,伸長率為13.1%,575℃均勻化處理9h,合金抗拉強(qiáng)度為166MPa,伸長率為13%。
擠壓后的Al-0.96Mg-0.6Si-0.05B-0.3Re-0.03Sr合金,晶粒在應(yīng)力作用下被拉長,沿擠壓方向有較明
7、顯的方向性。晶界處的粗大第二相,發(fā)生破碎,并沿擠壓方向分布。冷拉后,晶粒呈明顯的纖維狀。350℃中間退火后,顯微組織變化不明顯。中間退火的鋁合金導(dǎo)線較未退火的鋁合金導(dǎo)線導(dǎo)電率和抗拉強(qiáng)度有所降低,伸長率有所升高。合金線的抗拉強(qiáng)度隨著時效時間的延長,先增大后減小。時效溫度越高,合金線強(qiáng)度峰值越大,達(dá)到峰值所需時間越短。合金線的導(dǎo)電率,隨著時效溫度的增加,和時效時間的延長,逐漸增大。最佳固溶、時效參數(shù)為:550℃固溶處理0.5h,空冷,200
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