拉拔和轧制变形铝导线的结构演化及力学与导电性能

对工业用A4纯铝进行拉拔和轧制两种塑性变形,研究了纯铝导线材料的微观结构演化、强度和导电率。结果表明:在变形量较小时拉拔变形和轧制变形后纯铝铝导线主要由拉长晶粒组成,这些拉长晶粒由位错亚结构组成的小角晶界组成;在相近的等效应变变形情况下,轧制样品中高角晶界的比例更高。拉拔变形后样品的强度和塑性均优于轧制变形后的样品。拉拔变形使材料具有更高强度和导电率。探讨了材料的导电性与形变强化间的关系。     

拉拔工艺对A6工业纯铝导线力学性能的影响

考察了在拉拔过程中A6工业纯铝导线的微观组织演化及力学性能的变化,研究了拉拔变形量对材料微观结构及强度的影响。结果表明,A6工业纯铝的拉伸强度随着拉拔道次的增加呈现三阶段式变化。在拉拔挤压变形下晶粒沿拉拔方向明显伸长,并逐渐形成<111>丝织构。在第I阶段晶粒内部位错密度的显著增加强化了铝导线;拉拔产生的严重塑性变形导致铝导线中织构的形成,从而引起导线在第III阶段强度的进一步提高。纯铝导线的拉伸断口主要为韧窝型断口。结合微观结构分析,讨论了A6铝导线强度变化规律。     

退火温度对小变形拉拔Cu-0.08Ag合金组织性能的影响

目的 在分析变形量为25%的小变形拉拔加工Cu-0.08Ag合金组织与性能的基础上,研究不同退火温度对小变形拉拔Cu-0.08Ag合金微观组织、力学性能和导电性能的影响规律,为Cu-Ag合金电磁线漆包工艺的制定提供参考。方法 利用电子背散射衍射(EBSD)技术对Cu-0.08Ag合金小变形拉拔及200~500 ℃不同温度退火1 h后的样品进行组织表征,结合显微硬度计、拉伸试验机和电阻计等手段对性能进行综合分析。结果 经变形量为25%的小变形拉拔后,Cu-0.08Ag合金等轴晶组织部分晶粒沿变形方向被拉长,<111>和<100>取向占比均增大,应力集中分布在<111>晶粒内,屈服强度提高了270%,而电导率仅下降了4.1%IACS。小变形拉拔Cu-0.08Ag合金的软化温度为350 ℃。与小变形拉拔态相比,在300 ℃及以下退火时显微组织和力学性能未发生明显变化,而电导率提升了2.9%IACS。在400 ℃及以上退火时,无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒,并产生大量的退火孪晶,晶粒取向随机分布,力学性能和电导率与小变形拉拔前的相当。结论 在300 ℃以下退火后,小变形拉拔Cu-0.08Ag合金在保持较高屈服强度的同时,其电导率也获得了提升,可获得强度和电导率良好的匹配关系。     

温度对6101铝合金导线拉伸性能的影响

研究了6101铝合金单股导线在-70℃到70℃温度区间的拉伸性能。结果表明,6101铝合金导线在-70℃低温下具有较高的强度和较好的变形均匀性,但是随着变形温度的提高其屈服强度和强度极限都呈下降趋势。与在-70℃的拉伸性能相比,在70℃合金的强度极限和屈服强度分别降低了10.9%和9.3%。对应变硬化率和屈服强度与温度的相关性分析发现,在拉伸变形过程中合金样品的应变硬化率随着流变应力的增大和温度的升高呈下降趋势。晶格摩擦阻力极大的影响了合金的屈服强度,对比不同温度下6101合金的屈服强度增量的拟合计算结果与实验结果,得到了这种导线屈服强度增量与温度的关系,据此可预测此类导线在不同温度下的服役可靠性。     

在A6电工铝导线的冷拉拔过程中织构的演变

用宏微观织构分析方法研究了A6铝导线冷拉拔过程中的织构演变。结果表明,这种导线在拉拔过程中形成以111和100丝织构为主的形变织构,随着变形量的增大100织构减少、111织构增强。形变织构沿导线的径向呈不均匀分布:在中等形变量情况下,从导线表层至中心织构由强100织构(体积分数~52%)过渡到强111织构(体积分数~55%);在高应变量情况下,径向织构梯度减弱,通体形成强111织构(各层的111织构体积分数超过70%)。同时,在拉拔过程中导线心部的硬度比表层的高,表明织构对导线强度及沿径向分布梯度起重要作用。用调整拉拔工艺可对位错密度和织构及其分布进行优化,进而提高导线的强度和导电性能。     

短时过负荷对架空导线单线力学性能的影响

为模拟短时过负荷对架空导线的影响,将绞后硬铝线、铝包钢线和镀锌钢线分别置于室温和不同温度的烘箱内,经一定时长保温后,测试各单线的力学性能,并对各保温时段、温度单线的显微组织进行分析。结果表明:随着保温温度的升高和保温时间的延长,由于回复退火,硬铝线的抗拉强度降低,且随着线径的增加,抗拉强度损失率降低,但其最终强度仍高于国标要求;铝包钢线和镀锌钢线随着保温温度的升高以及保温时间的延长,抗拉强度略有升高。     

大规格铜镍合金无缝管材成品退火工艺研究

选用6个典型规格的铜镍合金无缝管材经拉拔生产后,按拟定的退火试验方案进行退火试验,退火后取样进行性能测试.通过检测拉伸强度、屈服强度和伸长率,以及布什硬度和洛氏硬度,并进行金相试验,观察合金是否由加工态组织变为单相再结晶α组织.结果表明:小于等于700℃的退火温度无法保证获得完全再结晶的单相α组织.退火温度大于730℃...     

冷拔小口径16MnNiV无缝钢管的显微组织与力学性能演变规律

16MnNiV钢由16Mn, 16MnV钢发展而来,棒坯经热穿孔轧制成为管坯后,再进行冷轧、冷拔和热处理,用于制备高强度小口径的高压油管。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)以及物理化学相分析法研究了在拉拔制管过程中小口径16MnNiV无缝钢管显微组织与力学性能的演变,揭示了其微观组织以及第二相析出的变化规律,并计算了其强化增量,相关结果可以为高强度高压油管的材料研制和性能提升提供参考。结果表明,实验钢在拉拔制管过程中的主要组织为铁素体与珠光体,随着冷拔工艺的进行,实验钢的有效晶粒尺寸呈现减小趋势。从析出情况来看,一次拉拔后退火会增加其析出总量,二次拉拔后退火不改变其析出总量。通过EDS分析得知,析出的第二相粒子为VC。经过冷拔过程以及不同的热处理工艺,实验钢的抗拉强度和屈服强度均逐渐增加,伸长率逐渐降低。强化机理计算可知,由于冷拔过程变形量较大,实验钢屈服强度的提高主要来自于细晶强化的贡献。?6.35 mm×3 mm圆管经过热处理后的抗拉强度达到960 MPa以上,屈服强度达到864 MPa,伸长率达到15.5%,...     

石墨化碳纤维用於电力传输的评价

近几年来,高导电碳丝的生产取得了重要近展。用各种各样的原材料,如人造丝、聚丙烯腈(PAN)、沥青,中间相沥青和苯等所制成的石墨化碳纤维,其导电率常在10~6—10~7(Ωm)~(-1)之间,抗拉强度1—3GPa,杨氏模量100—700GPa,密度1.8—2.2×10~3Kg/m~3。这些性质表明,石墨碳纤维有可能作为载流体而用于电力输送。本文从纤维的电气及机械性能的角度考察它的物理机理,并对它的应用前景,即对那些具有良好导电性而机械性能不致衰减的石墨化碳纤维的应用作出评价。人们发现,化学掺杂(层间)会使高度石墨化的碳纤维在抗拉强度稍有降低的情况下,其导电率有可能增加5—15倍。它们在电力传输中的应用是多种多样的,比如,地下和架空导线,管状电缆的管子,架空高塔,以及海低电缆。最近则最有可能用在高塔和海低电缆中,因为石墨化纤维高比强度的优点可以抵消它在导电性上的不足,可与铝线或铜线相媲美。     

微量Cu和形变热处理对Al-Fe合金性能的影响

观察Al-Fe合金的显微组织并测量其力学性能和导电性能,研究了Cu元素和形变热处理对其性能的影响。结果表明：在铸态Al-Fe-Cu合金组织中,Cu元素在基体内均匀分布,而Fe元素在晶界处偏析;挤压态的Al-0.7Fe-0.2Cu合金其性能最优：导电率为59.90%IACS,抗拉强度为108 MPa,硬度为31.2HV;随着退火温度的提高Al-0.7Fe-0.2Cu合金的抗拉强度急剧降低,在400℃退火时其抗拉强度最低(100 MPa),伸长率最高(31.3%);在250℃退火时导电率出现峰值(62.61%IACS)。在退火Al-0.7Cu-0.2Cu合金中有许多细小针状的θ(Al₂Cu)相析出,并与位错交互缠结。随着退火温度的提高合金中的位错密度降低,晶粒细化。     

AZ31镁合金热加工工艺对动态力学响应的影响EI北大核心

采用不同轧制退火工艺处理AZ31变形镁合金,采用分离式Hopkinson压杆测试了不同微观组织镁合金的动态力学性能,研究了组织结构与材料动态力学响应之间的关系,探讨了应变率效应。研究发现,分别经过5%,30%第三道次轧制以及250,350℃退火处理的镁合金晶粒尺寸差异较大。在应变率范围为1.2×103~2.4×103/s范围内,具有不同晶粒尺度的AZ31镁合金表现出各异的应变率强化效应。根据动态应力-应变曲线拟合了与动态屈服强度和动态抗压强度相对应的应变率硬化指数(m)和应变率效应因子(Rs)。发现晶粒尺寸不同的镁合金具有各异的应变率强化效应。m和Rs具有较强的相关性,30%轧制量的镁合金m和Rs均大于5%轧制量,250℃退火态的Rs最大,轧制未退火态次之,350℃退火态最小。     

退火温度对Fe35Ni30Cr20Al10Nb5高熵合金的组织结构和性能的影响

系统地研究了退火处理温度对低熔点高熵合金Fe₃₅Ni₃₀Cr₂₀Al₁₀Nb₅(摩尔比)的组织结构和性能的影响。结果表明：随着退火温度的提高,铸态Fe₃₅Ni₃₀Cr₂₀Al₁₀Nb₅合金中富Fe-Cr元素的fcc相的体积分数逐渐减少,Laves相和B2-NiAl相的体积分数逐渐增大。准静态压缩实验结果表明,铸态样品的压缩塑性变形能力良好。随着退火处理温度的提高合金的屈服强度先提高后降低,在700℃退火的样品其屈服强度最高(为1247.7 MPa),但是塑性变形量比铸态有所降低。压缩屈服强度随退火处理温度降低,可归因于基体fcc相在高温下的分解。电化学测试结果表明,这种合金的耐腐蚀能力随退火处理温度的提高而单调提高,在900℃退火的样品其腐蚀电位为-72.02 mV。     

纳米稀土改性高导电率耐热铝合金导体材料研究

本文以输电线路用耐热铝合金架空导线材料为应用背景,对比现有国内外制备工艺发展及相关技术标准,系统研究了纳米稀土材料掺杂对铝合金导体材料导电性及耐热性的增强改性机理及载流机制,评价了其在架空输电线路工程中的应用可行性,展望了纳米稀土改性高导电耐热铝合金导电材料及高性能架空导线在电网中大规模推广应用的前景。     

钨铼(WC5/20)热电偶用铜基补偿导线合金的研究

WRe5/WRe20热电偶于2013年列入国家标准,但是与之配用的补偿导线合金丝的研制仍属空白。文章设计了Cu-Ni-Si合金体系,通过真空感应熔炼、拉拔、热处理制备了补偿导线合金丝(负极),测试了其与纯铜丝(正极)的热电势及拉伸性能,表征合金显微组织。研究了Ni、Si含量和热处理工艺对各项性能的影响。结果表明:随Si含量减少及Ni含量增加,合金热电势增加;随退火温度升高,合金热电势降低;成分为Ni:2.46wt%、Si:0.177wt%和Ni:2.46wt%、Si:0.18wt%的两种铜合金丝,经600℃、60 min退火,其与纯铜丝配对的补偿导线各项性能达到JB/T 9496—2014标准。符合WRe5/WRe20热电偶配用补偿导线合金丝的要求。     

架空输电线路节能导线应用技术经济研究

架空输电线在我国已有70多年的发展历史,最早是从日本引入。随着我国经济的快速发展,目前已能研制各种型号的杆塔、导线及其他相关产品并达世界前列。架空输电线的产业规模也日渐扩大。同时,对于电网的建设上还出现了一些全新的概念以及技术上要求。架空输电线路设计过程中要注重节能,减少输电过程中的电损耗。我国目前运用最多的导线是钢芯铝绞线。由于地形差异大、气候多变,单一的钢芯铝绞线已无法满足各个地方的需求。随着新生产工艺以及合成金属的发展,架空输电线应不断改进导线的质量与性能。从电网本身的特点来看,由于电网设施排放的污染物少,节能减排的重点在于节能,即减少电能损耗。减少电损耗主要方式是通过采用线损较小的高导电率的新型导线。本文对架空输电线路节能导线应用技术进行分析。首先介绍了当前架空输电线路节能的发展现状,接着提出提升我国架空输电线路节能导线应用技术的对策。     

高碳钢丝拉拔过程中的组织性能演变

研究了拉拔及镀锌过程中珠光体钢丝的微观组织及力学性能的演变规律,并分析了强化机理和镀锌过程渗碳体的球化机理.研究表明:初始高碳盘条中珠光体片层随机排列,存在强度较弱的<110>纤维织构;铁素体和渗碳体两相在拉拔过程中协同变形,随着拉拔应变量的增加,随机取向的珠光体片层通过偏转和扭折变形逐渐形成平行于拉拔方向的显微状组织,位错密度逐渐增高,渗碳体和铁素体的片层间距逐渐减小,晶粒尺寸减小形成细晶强化效应,随着拉拔过程<110>织构强度逐步增强,钢丝的抗拉强度、屈服强度、显微硬度均快速上升;与拉拔钢丝相比,镀锌钢丝渗碳体部分球化,<110>织构强度稍有减弱,导致钢丝的抗拉强度、屈服强度、显微硬度均有所下降.     

连续退火和水淬+回火工艺对DP1000双相钢屈服特性的影响

分别采用连续退火和水淬+回火工艺模拟了1000MPa级冷轧双相钢的退火过程.连续退火工艺下双相钢的屈服强度较低,250℃过时效时屈服强度为472MPa;320℃过时效时屈服强度为454MPa.而水淬+回火工艺下双相钢的屈服强度较高,250℃回火时屈服强度为1083MPa;320℃回火时屈服强度为887MPa.金相分析显...     

微量Sc和Mn对Al-Mg合金组织与性能的影响

通过显微组织观察和室温拉伸试验,研究了微量Sc和Mn对Al-5Mg合金显微组织和拉伸性能的影响.结果表明:在Al-5Mg合金中添加微量Sc、Mn消除了合金铸态枝晶组织,强烈抑制合金退火过程中的再结晶,明显提高了合金的强度,其退火态合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了19～67MPa和25～64MPa;复合添加微量Mn和Sc比单独添加Mn或Sc的强化作用和抑制再结晶效果更显著;合金强化机制为亚结构强化和Mn、Sc与铝的金属间化合物弥散质点的析出强化.     

工业纯铁退火过程中的位错密度和磁性能EI北大核心CSCD

针对热轧工业纯铁退火过程的微观组织和磁性能,采用X射线衍射和磁滞分析法分别研究位错密度、最大磁导率、矫顽力和剩磁的演变规律。结果表明:退火前后工业纯铁的近等轴晶组织没有明显变化,晶粒度约为3.70级;随着650℃退火时间延长至5 h,位错密度从初始热轧态1.80×10^(14)m^(-2)逐渐降低至1.16×10^(14)m^(-2),降幅约35%,同时衍射峰在退火初期发生一定程度左移,并在后期明显右移,表明微观存在压应力及后续释放过程。随退火时间延长,最大磁导率整体呈上升趋势,矫顽力和剩磁存在突变点,磁滞回线形状较窄、变化不大,分析认为主要与位错密度、内应力和含碳量相关。退火处理可以改善工业纯铁的磁性能,进一步考虑成分进行一体化调控将提升工业纯铁磁性能并拓展其电磁应用空间。     

初始状态对形变及热处理后工业纯钛组织和力学性能的影响

利用Gleeble 3800热模拟试验机对退火态和淬火态的工业纯钛进行多道次平面应变压缩,研究不同初始状态经过压缩变形和热处理后的组织和性能的演变规律。通过流变曲线、组织观察和显微硬度分析表明:退火态相对于淬火态变形组织较为均匀且变形抗力低10~25MPa,显微硬度也较低。经过不同工艺热处理后,工业纯钛淬火态的组织不均匀性未得到消除且出现混晶现象,淬火态与退火态的显微硬度趋于一致。