稀土微合金化高导电率耐热铝合金材料研究、表征及其微动磨损性能研究

发布时间：2018-03-16 22:32

  本文选题：铝合金　切入点：微合金化　出处：《华北电力大学(北京)》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：架空输电线路耐热铝合金导线的导电率≥60%IACS(20℃),较钢芯铝绞线用硬铝导体材料的导电率低1%IACS,造成线路损耗增加1.5%,这导致耐热铝合金导线未能大面积应用。因此,在保证较高载流量的同时,如何提高耐热铝合金的导电率,减少输电线损,是目前耐热铝导线发展的关键。同时,架空导线运行由于覆冰、一定风速等都会发生振动和舞动,由此产生的微动磨损行为也将对铝合金材料构成损伤。基于以上问题,本文期望通过微合金化对铝导体材料微观结构及耐热机理、微动磨损行为等方面研究,获得理想的耐热铝合金导体合金体系及制备工艺。论文以耐热铝合金为研究对象,针对现有耐热铝合金导线导电率低、耐热性与力学性能及电性能难以兼顾、微动磨损严重的突出问题,开展基于微合金化的高导耐热铝合金研究,主要研究内容及成果如下:(1)选用Al-Zr合金作为主要研究材料,通过添加微量稀土元素Er或Y对铝导体材料微观结构、耐热机理、耐热铝合金导体合金体系配方。揭示了Zr、B、稀土Re微合金化元素复合添加对性能的调控规律,解决了铝合金微合金化配方与性能的匹配性设计问题。(2)系统研究了耐热铝合金导线中不同第二相的强化机理,提出并验证了第二相组态对电工铝合金材料宏观性能的调控机制,获得了Zr、稀土Re微合金化元素复合添加的最优化添加量,实现了耐热铝合金导体综合性能的最优化设计,最终获得了61%IACS高导电率耐热铝合金导体材料的成分配方。(3)通过对新型微合金化高导耐热铝合金单丝导线进行高温时效试验、常温拉伸及导电性试验,结果表明多元微合金化设计使导线的原始组织晶粒细化,保证了较高的初始强度和塑性。导线具有良好的抗短时软化和抗120℃长时软化特性,时效过程中含Zr和Er的沉淀相的析出,在提高耐热性的同时,也改善了导线的导电性。(4)采用导电润滑脂和不同的架空脂对自研耐热铝合金进行了摩擦磨损试验,分析了磨斑表面形貌和成分,结果表明,导电润滑脂具有良好的导电性和抗磨性能;新型架空脂在2HZ和5HZ不同载荷条件下均时表现出比传统的架空脂具有更好的减摩抗磨性能。
[Abstract]:The conductance of heat-resistant aluminum alloy conductor in overhead transmission line is more than 60 IACS-20 鈩，

本文编号：1621922