交通运输用导电铝合金的应用现状及研究进展

随着经济社会的不断发展,城市轨道交通建设以及电动汽车、新能源交通工具的逐渐普及,铝合金导线在交通运输网络的电力传输和交通装备运行等方面的用量日益增多,但铝合金导线因其本征的电阻在电力传输过程中仍存在着很大程度的能源损耗,如何提升导电率的同时保证铝合金导体材料的强度是研究的长期难点。本文结合导电铝合金的发展现状及主要合金体系,探讨了铝合金导体材料的强度-电导率制约关系,总结了当前协同改善强度和导电率、制备高强高导铝合金的研究进展,归纳了几类主流的改善方法,即微合金化、热处理工艺优化、大塑性变形制备超细晶、制备铝基复合材料、熔体净化和提纯、沿平行电流方向引入细长晶等,最终展望了高强高导铝合金的未来发展。

预应变与预时效对6101导电铝合金组织与性能的影响

在人工时效基础上引入预应变与预时效以提高6101铝合金的力学与导电性能.通过性能检测与组织观察,研究了合金在人工时效热处理(固溶+时效)及引入预应变与预时效后的热处理(固溶+预应变+时效,固溶+预时效+预应变+再时效)过程中显微组织、力学性能及导电性能的变化规律.结果表明:当合金经过60%冷轧变形再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率分别达到262 MPa及55.7%IACS,高于一般人工时效后的合金.当合金在180℃预时效2 h后经过60%冷轧变形,再在180℃时效6 h后,其抗拉强度与电导率进一步提升至289 MPa与58.0%IACS.引入预应变与预时效后所产生的应变强化与析出强化的交互作用,是合金的力学性能和导电性能得到提升的根本原因.

热处理工艺对导电铝合金力学性能的影响

导电铝合金以其质量轻,导电性能好,成本低等优点,成为了目前导电材料领域的研究热点之一。本文制备了新型Al-0.5Zr-0.2RE-0.2B合金,讨论了热处理工艺参数对其力学性能的影响规律。研究表明:随固溶温度、固溶时间、时效温度、时效时间的增加,合金的强度都随之增加,并达到一个最大值。随后,随这些工艺参数的增加,材料性能反而降低。由此,得到了合金的最佳热处理工艺为在440℃固溶12小时,水淬后在205℃时效16小时。本文的研究为导电铝合金的应用提供了数据支持。

不同元素含量对高导电铝合金性能的影响研究

高导电铝合金具有密度小、塑性强、导电性能好等优势,能够在诸多领域中发挥重要作用。随着人类对高导电铝合金性能要求的不断提高,有必要继续提高铝合金的综合性能。文章通过实验分析的方式,在高导电铝合金中加入不同元素含量,分析不同元素含量对铝合金性能的影响。实验结果表明,在高导电铝合金中加入质量分数为0.2%的镁元素,能够提高其力学性能和导电率;在高导电铝合金中加入2%的铜元素,有利于合金的综合性能;在高导电铝合金中加入0.3%的稀土镧元素,合金的抗拉强度达到最大值。

高导电铝合金的力学性能和导电率分析

针对高导电铝合金需求日益增加但性能不满足当前需求的问题,对高导电铝合金的力学性能和导电率进行了分析.方案首先制定了铝合金分析流程,分析了铝合金中各种金属成分对力学性能和导电率的影响,并研究了热处理工艺中不同环境下时效处理对铝合金性能的影响.实验结果显示,本文的合金样本具有较强的力学强度和导电性,从而全面地对铝合金的影响因素进行分析,并深刻地对单个影响因素进行分析,试验研究更加精确、科学.

轨道交通铝合金导电轨载流量计算与试验对比分析

[目的]铝合金导电轨普遍应用于轨道交通供电系统,但铝合金导电轨的允许载流量计算值往往同测试值间存在较大的偏差,给工程设计带来不便。因此,有必要研究铝合金导电轨允许载流量与计算载流量之间的关系。[方法]基于Chapoulie-Rols公式和热平衡方程,分别计算了6种不同形状及截面的常见铝合金导电轨允许载流量,并对6种铝合金导电轨进行了允许载流量试验测试;对比分析了导电轨载流量理论计算值与试验测试值间的偏差。[结果及结论]在Chapoulie-Rols公式中引入修正系数,可以让载流量计算值更接近铝合金导电轨实际允许载流量;铝合金导电轨的轨温在加载电流试验3 h后基本达到平稳状态。

时效工艺对熔铸制备的导电铝合金组织与性能的影响

主要研究了时效处理工艺对熔铸工艺制备成形的6101铝合金的显微组织和性能的影响,采用金相观察(OM)、能谱分析(EDS)、拉伸测试、硬度测试以及电导率测试等手段,分析了时效温度及时间对合金的力学性能和导电性的影响。结果表明,在120~160℃时效时,随着时效温度增加,合金的屈服强度、硬度逐渐提高。当时效温度一定时,随着时效时间延长,合金的强度、硬度均呈上升趋势。对于6101铝合金,最优的时效处理工艺为140℃×8h。

Ti对耐热导电铝合金微观组织和性能的影响

研究了Ti对含有Zr和B的耐热导电铝合金微观组织和性能的影响。结果表明,在耐热导电铝合金中加入Ti,Ti和Zr、B形成复合粒子(Ti,Zr)B2。因(Ti,Zr)B2晶格常数较ZrB2小,使铝基体的畸变能减小,基体的有序性增加,使铝合金的电导率提高。调整B的含量,使B与Ti+Zr的摩尔比达到2:1以上,同时避免Ti过量,铝合金的电导率会进一步提高。

铝合金导电管腐蚀失效原因分析

用于高压隔离开关的铝合金导电管存在着严重而普遍的腐蚀问题,危及高压隔离开关的正常运行。运用能谱分析、金相分析和电子探针等技术对铝合金导电管的破损原因进行了分析。结果表明,导电管存在着高度定向的纵向显微组织和局部脱溶,Cu,Fe等有害元素的相在晶界处大量连续析出,造成晶界附近出现贫化区,由于导电管的工作环境为近海海洋大气带,其中含有大量的侵蚀性阴离子,众多因素是导电管的腐蚀成因。其腐蚀过程为先在表面发生点蚀,然后发展成晶间腐蚀,在晶间腐蚀和内应力的协同作用下最终开裂形成剥蚀。

俄罗斯采用电磁模铸法研制成功特高温铝合金导电线

据国外媒体近期报道,俄罗斯国立研究型科技大学与克拉斯诺雅尔斯克(Klasnoyarsk)磁体动力学科学生产中心共同研发出了一种新工艺,可制备独特的、前所未有的高强度特耐热导电铝合金,取代在航空航天器和高铁上应用的更昂贵、更重的铜导线。

超大型LF炉全铝合金导电横臂设计计算

对铝制导电横臂特点作了分析描述,并通过对超大型LF炉全铝合金导电横臂三维建模及有限元分析,同时对比国外相应铝制LF炉导电横臂机械与电气等技术参数,得出较为合理的超大型LF炉全铝合金导电横臂设备结构参数。

金属元素与稀土复合添加对铝合金性能影响的研究进展

金属元素与稀土复合添加是提高导电铝合金性能的有效手段。综述了Zr、B与稀土La、Ce、Sc、Er复合添加对导电铝合金组织及导电性能影响的研究进展。

热处理制度对6063铝合金导电管导电率及力学性能的影响

研究化学成分、均匀化、挤压工艺及热处理参数对6063铝合金导电管导电率及力学性能的影响规律。结果表明合理调整Mg、Si含量及严格控制其余金属元素的含量,铸棒采取均匀化处理,确定合理的挤压和热处理工艺,可以满足用户的技术协议要求:导电率:≥55%IACS,硬度HB≥70。

ESI全铝合金导电横臂的设计与应用

本文详细阐述了ＥＳＩ全铝导电横臂的研制过程及使用效果，证明ＥＳＩ全铝导电横臂最适合炉体开出式和液压电极升降电炉、钢包炉的技术改造以及所带来的重大经济效益。

中强度全铝合金导线的发展

对架空输电线路用中强度全铝合金导线的研发、应用和国内外标准进行了简要回顾,指出了提高中强度导电铝合金的伸长率和电导率是我国中强度全铝合金导线的发展方向。

输电线路用高导电率铝合金芯铝绞线对比研究

以拟建的某±800 kV直流特高压线路工程为例,针对6×JL1/G2A—1250/100钢芯铝绞线的基本导线方案,选取铝合金芯铝绞线、铝合金芯成型铝绞线以及一种新型节能导线高导电率铝合金芯铝绞线这三个方案,进行了电气性能和机械性能比较,并采用最小年费用法进行了经济性分析。结果表明:随着损耗小时数提高和电价的增加,新型节能导线高导电率铝合金芯铝绞线能够具有很好的经济性。通过计算不同电价、不同资本金内部收益率下所选导线临界损耗小时数,研究比较新型节能导线与基本导线的投资回收期。

铝合金导电管焊接缺陷及解决措施

对铝合金导电管焊接接头进行X射线检测组织分析,发现接头中出现气孔、夹渣、未熔合及未焊透等缺陷。详细分析接头缺陷的产生原因,通过优化坡口结构、焊接方法、调整焊枪位置及焊接参数,消除了导电管焊接接头出现的缺陷。

一种中强度铝合金芯高导电率铝绞线的研发与应用

结合工程实际,在满足工程力学性能的前提下,提出并研发了一种更节能的新型导线——中强度铝合金芯高导电率铝绞线。通过设计计算对比各种导线的电气、机械特性,采用年费用法对各类导线的经济性进行了分析与评价。通过对比分析,得出一种中强度铝合金芯高导电率铝绞线的电气性能、机械性能满足设计要求,且经济性能最优,同时具备节能环保特性,符合建设资源节约型、环境友好型输电线路的要求,适合推广应用于各种节能输电线路。

俄罗斯开发出可耐400℃高温的铝合金

俄罗斯国立研究型科技大学与克拉斯诺雅尔斯克磁体动力学科学生产中心共同研发出了一种新工艺,可制备独特的、前所未有的低成本高强度特耐热导电铝合金,取代目前在航空航天器和高铁上应用的更昂贵、更重的铜导线。这种新工艺先采用电磁模铸法(ElmaCast技术)铸造直径10 mm的线坯,再在400℃进行处理,以获得稳定的组织。这种组织的铝合金比现有所有铝合金的热稳定性都高,可在250~300℃下保持其优秀性能。

铝合金横臂技术成为电炉节能技术发展的新趋势

随着德国的BSE公司率先开发出了全铝合金电极横臂,一些钢厂陆续对这种横臂进行应用,取得了良好的效果,其它钢厂纷纷引进该技术。本文对钢包精炼炉三种类型的导电横臂进行对比分析。并对铝合金横臂改造的可行性进行分析研究,指出全铝合金导电横臂技术将是国内外电炉节能技术的发展趋势。