水平连铸—连续挤压Al-Fe-Cu合金组织与性能研究

发布时间：2017-07-27 17:51

  本文关键词：水平连铸—连续挤压Al-Fe-Cu合金组织与性能研究

  更多相关文章： Al-Fe-Cu合金 水平连铸 连续挤压 蠕变行为 组织 性能

【摘要】：随着我国电力工业的快速发展,工业、民用建筑、城市基础设施用电线电缆需求量大幅增加。Al-Fe-Cu合金导线由于具有质轻、高导电率、良好的抗蠕变性和耐腐蚀性等优点,成为替代铜导线的优选铝合金导体材料。本文采用XRD、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)显微组织分析,以及拉伸试验、蠕变实验、硬度和电导率测试等手段对水平连铸和随后Conform连续挤压Al-Fe-Cu合金组织和性能进行研究,探讨水平连铸和连续挤压制备铝合金导体新工艺的实用效果。主要研究结果如下:(1)Al-Fe-Cu合金水平连续铸造过程中,由于热耗散分布导致晶粒在横向和纵向上的取向不同;合金中的第二相主要为Al3Fe相,网状分布在晶界上和部分不规则状分布在晶粒内部。合金经Conform连续挤压后发生了动态回复和动态再结晶,晶粒变为均匀细小的等轴晶,改变了晶体取向分布;同时,合金中粗大的第二相破碎,应变诱导Al7Cu2Fe相析出且弥散分布,使得合金的力学性能和电学性能明显改善。(2)与纯铝和退火铜相比,Conform连续挤压Al-0.63Fe-0.24Cu合金在90℃/76MPa状态下有良好的抗蠕变性能,这与合金中弥散分布的耐热相Al3Fe和Al7Cu2Fe阻碍位错运动,降低蠕变速率有关;蠕变特性分析表明初始蠕变与时间呈对数关系。(3)当Fe含量从0.63%增加到1.20%时,合金中第二相Al3Fe粒子的数量显著增多,水平连续铸造和连续挤压的合金晶粒组织变细,其抗拉强度、屈服强度和硬度增加,但伸长率和导电性有一定的降低。连续挤压Al-Fe-Cu合金的断裂机制为韧窝聚集性断裂,高Fe含量使断裂韧窝数量增加,尺寸变小。
【关键词】：Al-Fe-Cu合金 水平连铸 连续挤压 蠕变行为 组织 性能
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21;TG292;TG379
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 绪论13-27
• 1.1 Al-Fe-Cu合金发展13-15
• 1.2 合金元素对Al-Fe-Cu合金的影响15-18
• 1.2.1 Fe元素的合金化作用15-16
• 1.2.2 Cu元素的合金化作用16-17
• 1.2.3 其他合金元素对Al-Fe-Cu合金的影响17-18
• 1.3 水平连续铸造18-20
• 1.3.1 铝合金水平连铸工艺的发展18-19
• 1.3.2 水平连铸的工艺流程及特点19-20
• 1.4 连续挤压20-23
• 1.4.1 Conform连续挤压的发展21
• 1.4.2 Conform的技术原理和工艺特点21-23
• 1.5 铝合金盘杆的生产工艺现状23-25
• 1.5.1 传统的连铸连轧工艺23-24
• 1.5.2 水平连铸-连续挤压工艺特点24-25
• 1.6 本文的研究目的、研究内容及技术路线25-27
• 1.6.1 本文的研究意义25
• 1.6.2 本文研究主要内容25
• 1.6.3 本文研究技术路线25-27
• 第2章 实验条件与方法27-31
• 2.1 合金的制备27
• 2.1.1 合金的水平连铸27
• 2.1.2 合金的连续挤压27
• 2.2 性能检测27-29
• 2.2.1 拉伸性能测试27-28
• 2.2.2 硬度测试28
• 2.2.3 电导率测试28
• 2.2.4 压缩蠕变性能测试28-29
• 2.3 组织观察与分析29-31
• 2.3.1 金相组织观察29
• 2.3.2 XRD相组成分析29
• 2.3.3 SEM显微组织观察29
• 2.3.4 TEM显微组织观察29-31
• 第3章 水平连铸-连续挤压Al-0.63Fe-0.24Cu合金组织和性能31-47
• 3.1 水平连铸Al-0.63Fe-0.24Cu合金组织31-34
• 3.2 连续挤压Al-0.63Fe-0.24Cu合金组织与性能34-37
• 3.3 蠕变行为37-45
• 3.3.1 蠕变曲线37-39
• 3.3.2 蠕变率39-41
• 3.3.3 蠕变组织演变41-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 Fe对Al-Fe-Cu合金组织和性能的影响47-66
• 4.1 Fe含量对水平连铸Al-Fe-Cu合金显微组织的影响47-51
• 4.2 Fe含量对连续挤压Al-Fe-Cu合金显微组织的影响51-56
• 4.3 Fe对Al-Fe-Cu合金性能的影响56-60
• 4.3.1 Fe对Al-Fe-Cu合金拉伸性能的影响56-58
• 4.3.2 Fe对Al-Fe-Cu合金硬度的影响58-59
• 4.3.3 Fe对Al-Fe-Cu合金导电率的影响59-60
• 4.4 Fe对Al-Fe-Cu合金断口形貌的影响60-64
• 4.5 本章小结64-66
• 结论66-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋宝韫,樊志新,陈吉光,刘元文,贾春博;铜、铝连续挤压技术特点及工业应用[J];稀有金属;2004年01期

2 刘元文,宋宝韫;铜扁线连续挤压技术[J];锻压技术;2004年04期

3 樊志新;陈莉;孙海洋;;连续挤压技术的发展与应用[J];中国材料进展;2013年05期

4 刘魁山;;有色金属连续挤压(之三)[J];河北冶金;1989年04期

5 储灿东,蒋宏范,宋宝韫;敏捷制造技术在连续挤压技术工程研究开发中的应用探讨[J];锻压技术;2000年06期

6 储灿东,王东哲,彭颖红,阮雪榆;连续挤压成形过程的温度场研究[J];塑性工程学报;2001年01期

7 黄克坚,杨斌,包忠诩,陈泽中;带翼内凸筋D形铝管连续挤压生产工艺的研究[J];南昌大学学报(工科版);2003年02期

8 梁天宇;樊志新;徐振越;;铜扁线连续挤压生产的模糊神经网络控制[J];有色金属加工;2006年04期

9 吴朋越;谢水生;鄢明;程磊;黄国杰;;铜扁线连续挤压过程温度场的数值模拟[J];锻压技术;2007年03期

10 刘元文;曹雪;宋宝韫;;铜连续挤压的有限体积法数值模拟[J];锻压技术;2007年06期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 宋宝韫;樊志新;陈吉光;刘元文;贾春博;;铜、铝连续挤压技术特点及工业应用[A];第九届材料科学与合金加工学术会议专刊论文集[C];2004年

2 李冰;曹雪;运新兵;樊志新;宋宝韫;;铜母线连续挤压成形过程有限体积法数值模拟[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年

3 吴予才;鄢明;何剑辉;;Conform连续挤压实现“小截面、大宽窄比”型材实践[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 阳光;国产铜铝连续挤压设备优势明显[N];中国有色金属报;2005年

2 胡兆珀;我连续挤压技术“挤”入国际市场[N];科技日报;2005年

3 范兴红 杜艾;走自主创新路绘科技报国篇[N];科技日报;2006年

4 本报通讯员　刘慧卿;用创新成果充实本科教学[N];光明日报;2006年

5 本报记者　于洪全;让科技创新成为学校发展的动力源泉[N];大连日报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈玉龙;基于数值模拟的连续挤压模具型腔尺寸优化[D];福州大学;2013年

2 余业煌;矩形截面零件连续挤压过程的数值模拟研究[D];福州大学;2013年

3 刘丽娜;连续挤压Sn-58Bi合金丝的组织与性能研究[D];昆明理工大学;2016年

4 孔祥鑫;Al-0.74Fe-0.23Cu合金重复连续挤压组织与性能研究[D];湖南大学;2015年

5 张晓苑;水平连铸—连续挤压Al-Fe-Cu合金组织与性能研究[D];湖南大学;2015年

6 彭孜;连续挤压制备铜铝复合接触线的数值模拟[D];江西理工大学;2010年

7 蒋学平;双轮连续挤压设备主机研制[D];昆明理工大学;2002年

8 陈莉;铜扁线连续挤压成形过程的三维数值模拟[D];大连交通大学;2004年

9 梁天宇;铜连续挤压生产模糊神经网络控制技术的研究[D];大连交通大学;2006年

10 于孟;铜排连续挤压的塑性力学分析[D];昆明理工大学;2012年

，

本文编号：582602