稀土微合金化高導電率耐熱鋁合金材料研究、表征及其微動磨損性能研究.pdf

1、架空輸電線路耐熱鋁合金導線的導電率≥60％IACS(20℃)，較鋼芯鋁絞線用硬鋁導體材料的導電率低1％IACS，造成線路損耗增加1.5％，這導致耐熱鋁合金導線未能大面積應用。因此，在保證較高載流量的同時，如何提高耐熱鋁合金的導電率，減少輸電線損，是目前耐熱鋁導線發(fā)展的關鍵。同時，架空導線運行由于覆冰、一定風速等都會發(fā)生振動和舞動，由此產生的微動磨損行為也將對鋁合金材料構成損傷?；谝陨蠁栴}，本文期望通過微合金化對鋁導體材料微觀結構及耐熱

2、機理、微動磨損行為等方面研究，獲得理想的耐熱鋁合金導體合金體系及制備工藝。
　　論文以耐熱鋁合金為研究對象，針對現(xiàn)有耐熱鋁合金導線導電率低、耐熱性與力學性能及電性能難以兼顧、微動磨損嚴重的突出問題，開展基于微合金化的高導耐熱鋁合金研究，主要研究內容及成果如下:
　　(1)選用Al-Zr合金作為主要研究材料，通過添加微量稀土元素Er或Y對鋁導體材料微觀結構、耐熱機理、耐熱鋁合金導體合金體系配方。揭示了Zr、B、稀土Re微合金化

3、元素復合添加對性能的調控規(guī)律，解決了鋁合金微合金化配方與性能的匹配性設計問題。
　　(2)系統(tǒng)研究了耐熱鋁合金導線中不同第二相的強化機理，提出并驗證了第二相組態(tài)對電工鋁合金材料宏觀性能的調控機制，獲得了Zr、稀土Re微合金化元素復合添加的最優(yōu)化添加量，實現(xiàn)了耐熱鋁合金導體綜合性能的最優(yōu)化設計，最終獲得了61％IACS高導電率耐熱鋁合金導體材料的成分配方。
　　(3)通過對新型微合金化高導耐熱鋁合金單絲導線進行高溫時效試驗、常

4、溫拉伸及導電性試驗，結果表明多元微合金化設計使導線的原始組織晶粒細化，保證了較高的初始強度和塑性。導線具有良好的抗短時軟化和抗120℃長時軟化特性，時效過程中含Zr和Er的沉淀相的析出，在提高耐熱性的同時，也改善了導線的導電性。
　　(4)采用導電潤滑脂和不同的架空脂對自研耐熱鋁合金進行了摩擦磨損試驗，分析了磨斑表面形貌和成分，結果表明，導電潤滑脂具有良好的導電性和抗磨性能;新型架空脂在2HZ和5HZ不同載荷條件下均時表現(xiàn)出比傳統(tǒng)