稀土铝合金导线的合金化与性能研究

通过单独添加Er和复合添加Er、Ce制备了3种不同组分的稀土铝合金导线,对比分析3种铝合金导线的显微形貌、导电性能、常温力学性能和强度高温保持率,分析稀土Er元素的作用机理。结果表明,稀土铝合金导线的抗拉强度、断后伸长率和导电率从高至低的顺序为:(Al-0.1Er-0.03Zr)(Al-0.05Er-0.03Zr-0.05Ce)(Al-0.05Er-0.03Zr);(Al-0.1Er-0.03Zr)和(Al-0.05Er-0.03Zr-0.05Ce)合金的电阻温度系数α均低于纯Al,而Al-0.05Er-0.03Zr合金导线的电阻温度系数α高于纯Al;三种铝合金导线的耐热性能都满足90%拉伸强度保持率温度必须达到230℃以上的要求;三种稀土铝合金导线中Al-0.1Er-0.03Zr合金的强塑性和导电性最好,这主要是由于Er元素的固溶强化、第二相强化和细晶强化作用。     

Al—0.10％Zr合金线材的再结晶研究

铝具有优良的导电性,广泛用来制作导线,但纯铝的再结晶温度较低,使冷拔铝制导线不能在大电流容量引起的较高温度下工作。铝中加入少量锆可显著提高再结晶温度。国外在70年代已研制出含少量锆的高导电率耐热导     

Si、Cu、Mg元素对ZL101合金电导率和力学性能的影响

采用正交试验方法研究了合金元素Si、Cu、Mg加入量对铸造铝合金电导率与力学性能的影响.结果表明,Si改善合金抗拉强度,但Si作为半导体,严重地减少铝基体的有效导电截面,故而降低合金导电性;Cu和Mg明显提高合金的强度,但其固溶在铝基体中,使得基体晶格畸变增加,电子波的散射几率增加,因而降低合金导电性.经T6处理后,合金的电导率和力学性能得到进一步改善提高.     

耐热铝合金电缆的合金化与组织性能研究

研究了单独添加Er以及复合添加Er+Ce对铝合金导线显微组织、力学性能和导电性能的影响。结果表明,Al-0.1Er-0.04Zr-0.02B中的第二相大多分布在晶界,且以长条状为主,第二相含量较高;Al-0.04Er-0.04Zr-0.02B中第二相明显减少,主要以断续颗粒状出现;Al-0.04Er-0.05Ce-0.04Zr-0.02B中第二相主要以颗粒状分布在晶内。3种铝合金导线的导电率从高至低顺序为Al-0.1Er-0.04Zr-0.02BAl-0.04Er-0.05Ce-0.04Zr-0.02BAl-0.04Er-0.04Zr-0.02B,电阻温度系数分别为4.27×10-3、4.26×10-3和4.60×10-3;Al-0.1Er-0.04Zr-0.02B和Al-0.04Er-0.05Ce-0.04Zr-0.02B的电阻温度系数低于工业纯铝,而Al-0.04Er-0.04Zr-0.02B的电阻温度系数高于工业纯铝;3种铝合金导线的强度保持率90%以上对应的最高温度为240℃,满足耐热铝合金导线的使用要求;Al-0.1Er-0.04Zr-0.02B和Al-0.04Er-0.05Ce-0.04Zr-0.02B铝合金导线的综合性能相当,且都明显高于Al-0.04Er-0.04Zr-0.02B铝合金导线。     

高导电率、高强度耐热铝合金导体材料的研究进展

综述了高导电率、高强度耐热铝合金的研究进展;概述了铝合金导线的研究历史,及影响铝合金导线的因素,铝合金的硼化处理和稀土处理;概述了新型耐热铝合金和铝钪合金的研究近况;最后展望了高导电率、高强度耐热铝合金的研究方向.     

Al-xSc-0.04Zr合金时效强化和导电性研究

研究了Al-xSc-0.04Zr(x=0,0.1,0.2、0.4)合金时效强化行为和导电性,发现只有当Sc含量高于0.2%时,合金才具有较小的晶粒尺寸和显著的时效强化效应.合金的最佳时效强化温度区间为280～380 ℃.在均匀化态,随着Sc含量的增加,Al-Sc-Zr合金电阻率增加,电阻温度系数降低;380 ℃时效导致合金电阻率显著降低.综合结果表明,Al-0.2Sc-0.04Zr合金最有可能成为新型超耐热铝合金导线材料,其时效后的屈服强度和抗拉强度分别为80和140 MPa,电阻率在20 ℃仅比高纯Al高2.6%,而且随着温度升高,该差别还会逐渐减小.     

Zr元素对耐热铝合金导线组织和性能的影响

采用显微组织观察、力学性能测试、热保持性能测试、导电性能测试等方法,研究了Zr含量对Al-0.1Er合金导线显微组织和性能的影响。结果表明:Al-0.1Er合金中Zr添加量较少时(≤0.15wt%),Zr以固溶原子形式存在。随着Zr含量的增加,试样的强度和热保持性能逐渐升高,伸长率和导电率逐渐降低。当Zr含量达到0.2wt%时,Al_3Zr相析出,晶粒细化,试样强度继续增强,热保持性能下降,伸长率和导电率回升。经过210℃×4 h时效处理后,Al-0.1Er-0.05Zr合金导线导电率达到了60.13%IACS,耐热性能在280℃条件下,强度保存率在90%以上,达到超耐热铝合金导线导电性能和耐热性能要求。     

微量Zr、Er对导线用耐热铝合金性能的影响

耐热铝合金导线是解决大容量输电的重要手段。研究了Zr和Er对耐热铝合金导电性、抗拉强度及耐热性的影响。结果表明,Zr含量在0.04%~0.1%范围变化时,耐热铝合金单丝的导电率逐渐降低,抗拉强度与耐热性均先升高后降低,Zr为0.08%时达到峰值;随着Er在0.03%~0.1%范围变化时,合金的抗拉强度和耐热性提高,而导电率先升高后降低,在Er为0.08%时达到峰值。     

退火温度对6201铝合金硬度的影响

对加工硬化态直径为9.5 mm的6201铝合金进行了1 h不同温度的退火处理。通过硬度分析、宏微观组织分析以及DSC分析等方法探讨了加工硬化、时效强化以及固溶强化机制在6201铝合金不同温度退火过程中的作用。研究结果表明:退火温度在100~200℃变化时,时效强化作用大于回复软化作用,6201铝合金的维氏硬度随温度升高而升高,在200℃达到最大值为112.4 HV0.2;退火温度在200~350℃变化时,在过时效软化及回复再结晶软化作用下,6201铝合金的维氏硬度随温度升高而降低,350℃达到最低值为40.8 HV0.2;退火温度在350~500℃变化时Mg2Si开始向铝基体回溶,在固溶强化主导作用下,合金的硬度值随退火温度的升高再次持续增加,在500℃时增至77.0 HV0.2。     

W、B、Y微合金化高铌TiAl基合金高温抗氧化性研究

使用元素W、B、Y对Ti-45Al-8Nb合金进行了微合金化,研究了微合金化后高铌TiAl基合金在900℃静止空气中的断续氧化行为。结果表明,与Ti-45Al-8Nb合金相比,经过0.2B与0.1Y联合微合金化后合金的氧化增重小,氧化膜与基体的粘附性强,抗氧化性明显改善;经过0.2W与0.1Y微合金化后合金氧化增重明显,氧化膜容易脱落,合金抗氧化性下降;经过0.2B、0.2W、0.1Y联合微合金化后合金抗氧化性没有明显变化。对氧化膜进行的扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)分析表明,联合添加B、Y促进了合金中的连续致密的Al2O3条带的形成,W、Y联合微合金化的合金中靠近基体处未形成连续的Al2O3条带,并且混合层中形成了较厚的低铌含量的TiO2层。W、B、Y联合微合金促进了混合层中富Al2O3层的形成。     

锻压工艺参数对活塞用耐热铝合金力学性能和热疲劳性能的影响

试验研究了不同锻压工艺下活塞用Al-8Fe-1V-1.5Si-0.2Ce新型耐热铝合金的力学性能和热疲劳性能。结果表明,在其它工艺参数不变的情况下,随始锻温度从430℃增至490℃或终锻温度从345℃增至385℃,合金的力学性能和热疲劳性能均先增大后减小。始锻温度优选为475℃、终锻温度优选为365℃,在该工艺参数下,新型耐热锻压铝合金的25℃抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到476 MPa、434 MPa、10.2%。     

高电导率耐热铝合金制备方法探索

以提高耐热铝合金单丝电导率为目标,研究不同制备方式,以制得电导率为35.670MS/m以上的耐热铝合金单丝。结果表明,在耐热铝合金杆生产时,采用在线添加Al-B合金丝或对铝杆进行300℃×8h热处理两种方案,都可以制作出电导率在35.844MS/m以上的9.5mm铝杆,最后将铝杆进行拉拔制成3.99mm的单丝(电导率≥35.670MS/m),并且经过耐热性验证(230℃×1h,阿伦纽斯曲线),抗拉强度残存均达到90%以上,可以满足耐热导线用铝合金单丝标准。     

基于加工图的6082铝合金热成形性能

在Gleeble-1500热模拟试验机上对6082铝合金进行多组热压缩试验,得到6082铝合金在350~500℃和0.01~5 s-1条件下的流变应力数据。根据试验数据建立基于动态材料模型的6082铝合金热加工图,结合压缩变形后的微观组织观察分析,最终获得试验参数范围内6082铝合金热变形的最佳工艺参数。结果表明:保持较高功率耗散效率的加工安全区集中在变形温度430~490℃、应变速率0.1~0.3 s-1的区域,该区域成形时合金主要发生动态再结晶。根据热加工图及微观组织分析,建议在温度440~480℃、应变速率0.1~0.2 s-1范围内选择6082铝合金热成形的工艺参数。     

退火对冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu合金组织性能的影响

运用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了冷拉拔铝合金Al-0.7Fe-0.2Cu在不同退火处理制度下的微观组织结构演变,并分析了其对电导率和力学性能的影响.结果表明:300℃退火,初生相Al(Fe,Cu)中Cu元素部分回溶于基体,500℃退火,Cu元素几乎完全回溶于基体;冷拉拔Al-0.7Fe-0.2Cu丝材再结晶温度为300～350℃;450℃长时间退火后,再结晶晶粒长大不明显,但有极少量的晶粒出现异常长大现象,这主要是因为Al(Fe,Cu)相分布不均匀对晶粒长大的影响;其电导率在250℃×2h条件下退火达到最大值;超过350℃长时间退火其抗拉强度趋于稳定,伸长率降低.冷拉拔合金在350℃×2h退火处理制度下,拥有最优异的导电性能和力学性能.     

In对Al-Mg-Ga-Sn-(In)铝合金阳极组织及电化学性能的影响

在Al基体中添加Mg、Ga、Sn、In合金元素,通过正交试验设计了9组铝-空气电池阳极材料。采用动电位极化试验、析氢试验和恒电流放电试验对铝合金阳极的电化学性能进行优化,通过扫描电镜和能谱测试仪观察了合金的显微组织及成分。结果表明,没有添加In元素的1号合金(Al-0.5Mg-0.05Sn-0.05Ga)、5号合金(Al-Mg-0.1Sn-0.2Ga)和9号合金(Al-2Mg-0.2Sn-0.1Ga)铝阳极具有较差的放电性能和较高的自腐蚀速率,而添加0.05wt% In元素的7号铝阳极(Al-2Mg-0.05Sn-0.2Ga-0.05In)具有最好的放电电压(平均电位-1.968 V)和抗腐蚀性能 (自腐蚀速率0.193 mL·cm^-2·min^-1)。对比去腐蚀产物后的合金表面形貌,发现5号合金的腐蚀表面布满较深的腐蚀坑,这增加了铝合金的自腐蚀,而7号合金的表面具有较浅的腐蚀坑,这减缓了电解液中离子传递和自腐蚀速率。 因此,7号铝合金适合用作铝-空气电池阳极材料。     

终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响

采用拉伸和硬度测试、显微组织及拉伸断口观察等方法研究了终轧温度及退火温度对5052铝合金板材组织及性能的影响。结果表明,未经退火时,板材表层已经发生再结晶,而中心层组织仅发生回复过程。退火处理后,随退火温度的升高,合金板材的强度、硬度下降,而伸长率增加。5052铝合金终轧温度不低于330 ℃时,可在后续的冷加工获得较为均匀的组织,经400~500 ℃退火可获得综合性能较为优异(R_m≥175 MPa、R_p0.2≥65 MPa和A≥32%)的5052-O态合金板材。     

Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金的动态再结晶行为（英文）

对Ti-25V-15Cr-0.2Si阻燃钛合金在温度为950~1100℃,应变速率为0.001~1 s~(-1)条件下进行热压缩试验,研究了该合金在β相区变形时的动态再结晶行为。结果表明,该合金的热变形机制主要是由动态再结晶支配的,而动态再结晶新晶粒主要是通过弓弯形核机制来形成的。当应变速率降低和变形温度升高时动态再结晶易于发生;当应变速率为0.01~0.1 s~(-1),变形温度为950~1050℃时,动态再结晶使晶粒细化;当变形温度高于1100℃,应变速率低于0.001 s~(-1)时,动态再结晶晶粒粗化。为了确定在不同变形条件下的动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸,分别建立了该合金动态再结晶动力学和动态再结晶晶粒尺寸预测模型。     

耐热铝合金

本发明是关于具有高温稳定性的铝基合金,特别是关于含有锆、铬和锰的铝基合金。工业上应用的变形铝合金一般是在288到371℃的温度范围内再结晶。当然,特别希望发展再结晶温度较高的铝合金。一般再结晶温度越高,合金抗高温软化的性能越     

Al-(0.2-x)Si-xYb-0.04Zr合金的时效行为和导电性

利用Yb部分替换Al-0.2Sc-0.04Zr合金中Sc,通过对其室温硬度、拉伸性能和电阻率测试,研究了Al-(0.2-x)Si-xYb-0.04Zr合金的力学性能和导电性能。结果表明,合金具有明显的时效强化行为。Yb含量为0.05%、0.10%和0.15%的合金峰时效温度在330℃附近,而不含Sc的Al-0.2Yb-0.04Zr合金峰时效温度在280℃;相应的峰时效态抗拉强度分别为155、140、104和85 MPa。Yb(部分)替代Sc虽然降低了Al-0.2Sc-0.04Zr合金的力学性能,但提高了其导电性。综合力学、电学性能,尤其是成本因素发现,Al-0.1Sc-0.1Yb-0.04Zr合金在耐热导电材料领域最具应用前景。     

退火处理对铝导线性能的影响

通过对铝导线的导电率、抗拉强度和断裂伸长率的测试分析,研究了不同退火温度及保温时间对其性能的影响.结果表明:适当的退火温度及保温时间可使铝导线的导电率和断裂伸长率提高,同时降低其抗拉强度.最佳的退火处理工艺参数为:退火温度31 0℃,保温时间30 min,直接空冷.经该工艺处理的铝导线,其抗拉强度为129 N/mm2,断裂伸长率为15.0％,电阻率为2.782×10-8 Q·m,导电率为62％IACS,该铝导线的力学性能和导电性符合电线电缆导体线芯的使用要求.