CuW70合金在熱電機(jī)械作用下?lián)p傷行為的研究.pdf

1、目前，我國經(jīng)濟(jì)步入中高速增長的新常態(tài)，而電力的需求仍處在上升階段。為了進(jìn)一步建設(shè)國家電網(wǎng)以滿足國民生產(chǎn)不斷增長的需要，直流輸電以及超髙壓特高壓輸電將成為為國家電網(wǎng)建設(shè)的主要目標(biāo)。CuW合金因其具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和高熔點(diǎn)、高密度及低膨脹系數(shù)等優(yōu)良性能而被作為觸頭材料在髙壓真空斷路器中大量使用，真空斷路器是一種用來接通和切斷負(fù)荷電路及切斷故障電路的開關(guān)設(shè)備。而在真空斷路器中觸頭材料是關(guān)鍵，它承擔(dān)著接通與分?jǐn)嚯娏鞯娜蝿?wù)，其物理性能和力學(xué)

2、性能直接影響開關(guān)電器運(yùn)行的可靠性及使用壽命。在斷路器開斷即觸頭插拔過程中，觸頭處承受著反復(fù)髙溫，庠擦磨損及電弧侵蝕，長時間會導(dǎo)致觸頭變形甚至失效，因此研究觸頭材料在服役環(huán)境中的性能變化及損傷行為是很有必要的。
　　本文主要通過對CuW70合金材料進(jìn)行電弧侵蝕試驗(yàn)、髙溫摩擦磨損試驗(yàn)、熱震實(shí)驗(yàn)，模擬其服役狀態(tài)下的工況環(huán)境，分析在熱、電、機(jī)械三者作用下性能變化及損傷行為。對于建立有效的壽命評估提供一定的理論依據(jù)。研究結(jié)果表明：
　

3、?。?）通過對CuW70合金進(jìn)行不同次數(shù)的電擊穿實(shí)驗(yàn)，并用激光共聚焦顯微鏡測量其表面粗糙度及電侵蝕區(qū)曲積后發(fā)現(xiàn)：隨著擊穿次數(shù)的增多，粗糙度和電侵蝕面積都在不斷增加，但增長幅度逐漸降低。
　?。?）通過觀察不同擊穿次數(shù)試樣的剖面微觀形貌SEM圖，發(fā)現(xiàn)試樣中心電侵蝕區(qū)中W和Cu熔化后在基體表面沉積，形成一定的厚度，W的形態(tài)也發(fā)生了變化，由基體處的球形變?yōu)榧?xì)條狀，最終形成細(xì)密的顆粒狀。通過EBSD對擊穿50次的電侵蝕區(qū)進(jìn)行分析并與基體處

4、對比，可得Cu和W晶粒都有所細(xì)化。
　　（3）通過對不同擊穿次數(shù)試樣的電侵蝕區(qū)測得的顯微硬度分析可得，隨著擊穿次數(shù)的增多，電侵蝕區(qū)域W的含量越來越多，平均硬度不斷墦大，但電侵蝕區(qū)的平均硬度仍然要小于CuW70基體的平均硬度。
　　（4）1000℃下CuW70的摩擦系數(shù)與500℃下相比，數(shù)值更穩(wěn)定，平均摩擦系數(shù)更小。在磨損機(jī)理方面，1000℃下CuW70主要發(fā)生粘著磨損，且磨損量大，磨痕深度較大；而500℃下主要是磨粒磨損與粘