连续成型铝锆合金导体的组织与性能研究

发布时间：2017-04-08 20:35

  本文关键词：连续成型铝锆合金导体的组织与性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：根据耐热合金导电材料的生产和研究现状,本文以耐热Al-Zr合金作为研究对象,借助DZJ-300型连续铸挤机、电子拉伸试验机、OLYMPUS-CK40M型金相显微镜、QJ36型双臂直流电桥、Deform3D模拟软件、LHT13/450型拉丝机等实验设备与分析方法.研究了连续铸挤工艺、合金成分、冷拔加工及人工时效对Al-Zr合金微观组织、力学性能和导电性能的影响,得出主要研究结果如下： (1)利用连续铸挤技术可制备性能优良Al-Zr合金杆。当铸挤工艺参数为：浇注温度750℃、挤压口温度500℃,挤压轮转速15r/min,室温水流量15-16L/min时,以99.7%纯铝锭为原材料,当Al-Zr合金中合金元素锆含量为0.12%和铍含量为0.06%,连续铸挤成形Al-Zr合金杆具有优良的力学性能和导电性能。其抗拉强度、伸长率和导电铝分别为75.44MPa、伸长率为23.5%,等效导电率为61.16%IACS。 (2)时效处理工艺可改善Al-Zr合金导体的综合性能。随着时效时间的延长,合金的抗拉强度开始增加,逐步达到峰值强度,随着时效时间的进一步增加,合金的强度开使下降,形成过时效；在时效过程中,随着时效时间的延长,合金的伸长率不断下降,下降的趋势逐渐减小,而导电率则出现相反的趋势,导电率随着时效时间的延长而不断增大,其增加的趋势逐渐减小；时效处理温度越高,合金试样的导电性能越好,时效温度越低,合金杆的力学性能越好,采用过时效处理工艺,可制备出综合力学性能和导电性能优良的耐热Al-Zr合金导体,当时效工艺为200℃xSh时、Φ9.5mmAl-0.12%Zr (0.06Be%)合金Al-Zr的抗拉强度为80.73MPa、伸长率19.7%、等效导电率61.61%IACS。 (3)运用Deform3D模拟软件模拟了拉丝模角度及拉丝速度对合金导体成形过程中应力应变与温度变化的影响,优化的拉丝模角度为13。和拉丝速度6m/s,开发了耐热铝锆合金导线的无缺陷(少缺陷)拉伸工艺,可明显提高金抗拉强度,合金线材导电率。当时效工艺为180℃、8h时,Φ3.5mm合金线材的抗拉强度、伸长率和等效导电率分别为144.54MPa、2.8%、61.55%IACS,比传统耐热铝合金金导体性能相比,抗拉强度和等效导电率分别提高了16.01MPa和1.29%IACS。
【关键词】：铝锆合金 连续铸挤 时效处理 抗拉强度 导电率
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 Al-Zr铝合金的国内外研究现状12-14
• 1.2.1 铝合金导线国内外发展现状12
• 1.2.2 耐热Al-Zr合金导线国内外发展现状12-14
• 1.3 耐热铝合金导线的应用14-16
• 1.4 Be元素对铝合金导体的影响16
• 1.5 本论文研究的目的、意义和内容16-19
• 1.5.1 Al-Zr合金导线发展所面临的问题16-17
• 1.5.2 Al-Zr合金导线研究意义17
• 1.5.3 本文的主要研究内容17-19
• 2 实验方案与方法19-27
• 2.1 研究工艺路图19-20
• 2.2 正交试验分析设计20-22
• 2.2.1 正交试验法20
• 2.2.2 试验分析20-22
• 2.3 实验方法22-25
• 2.3.1 合金力学性能测试22
• 2.3.2 金相组织观察22-24
• 2.3.3 Al-Zr合金的导电性能测试24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 3 Al-Zr合金线材的连续铸挤成型研究27-43
• 3.1 连续铸挤基本原理与工艺27-30
• 3.1.1 连续铸挤工艺基本原理与工艺27-28
• 3.1.2 连续铸挤工艺注意事项及参数设定28-30
• 3.2 材料制备30-32
• 3.2.1 熔炼30-31
• 3.2.2 精炼除气及Zr元素的添加31-32
• 3.2.3 连续铸挤工艺生产32
• 3.3 Al-Zr合金力学性能与导电性能测试32-36
• 3.4 Al-0.12%Zr合金化学成分测试36-37
• 3.5 Be元素对Al-0.12%Zr合金性能的影响37-39
• 3.6 连续铸挤成型Al-0.12%Zr合金金相组织观察39-41
• 3.7 本章小结41-43
• 4 时效处理对Al-Zr合金性能的影响43-55
• 4.1 强化机理43-44
• 4.2 时效强化工艺44-45
• 4.3 人工时效强化对Al-Zr合金性能的影响45-52
• 4.4 时效处理对微观组织的影响52-53
• 4.5 本章小结53-55
• 5 冷拔加工对Al-Zr合金性能的影响55-69
• 5.1 Deform 3D简介55-56
• 5.2 拉拔过程有限元模型建立及结果分析56-63
• 5.3 拉拔(丝)工艺制备及性能测试63-67
• 5.4 本章小结67-69
• 6 结论与展望69-71
• 6.1 结论69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-77
• 在读期间发表的论文77-79
• 致谢79

【参考文献】

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