本文關(guān)鍵詞：中等強(qiáng)度高導(dǎo)電率Al-Mg-Si合金制備工藝及組織性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對(duì)一種Al-Mg-Si合金導(dǎo)體的制備工藝及組織性能開展研究與探討,目的在于較多地提高鋁合金電工導(dǎo)線力學(xué)性能的同時(shí),盡量減少合金導(dǎo)電率的損失,制備出新型鋁合金導(dǎo)電材料來代替銅導(dǎo)線和鋼芯鋁絞線,從而降低成本,節(jié)省能源。本文以工業(yè)高純鋁為基礎(chǔ)材料,自行配制新型Al-Mg-Si合金。通過設(shè)計(jì)合金成分,優(yōu)化工藝方案,采取高變形擠壓制桿,微合金化和時(shí)效處理等手段,研究不同條件下Al-Mg-Si合金的性能變化規(guī)律,并對(duì)顯微組織進(jìn)行分析,最終獲得性能優(yōu)良的Al-Mg-Si合金材料。試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)Al-Mg-Si合金成分為硅0.3wt.%,鎂0.4wt.%,鐵0.12wt.%時(shí),采取RE及B凈化處理工藝,配合吹氬精煉,對(duì)澆注后的合金錠進(jìn)行固溶處理(固溶溫度500℃,保溫1h,空冷),之后擠壓(擠壓溫度為350℃,擠壓速度3-4mm/s,風(fēng)冷),接著時(shí)效處理(時(shí)效溫度190℃,保溫8小時(shí)),拉拔導(dǎo)線的導(dǎo)電率達(dá)到62%IACS,抗拉強(qiáng)度達(dá)到224MPa,高于目前公開報(bào)道的現(xiàn)有水平。研究發(fā)現(xiàn),Al-Mg-Si合金經(jīng)固溶、擠壓處理后配合適當(dāng)?shù)臅r(shí)效工藝至關(guān)重要,強(qiáng)化相Mg2Si的析出,降低了過飽和固溶體中的Si含量,從而提高合金的力學(xué)性能和導(dǎo)電率。適當(dāng)控制時(shí)效處理工藝參數(shù),可使Al-Mg-Si合金的導(dǎo)電率提高2%IACS。研究還發(fā)現(xiàn),向Al-Mg-Si合金中加入其它合金元素,可進(jìn)一步提高抗拉強(qiáng)度,但對(duì)導(dǎo)電率有一定的減弱作用。其中,微量Cu的添入可以加快β"相彌散析出過程,細(xì)化析出相的尺寸,并且能夠使合金時(shí)效峰值提高,時(shí)間提前,導(dǎo)電率降低。當(dāng)Cu含量為0.06wt.%時(shí),抗拉強(qiáng)度達(dá)到峰值234MPa,但導(dǎo)電率卻下降為57.7%IACS。添加微量Zn、Mn元素可同樣提高合金的抗拉強(qiáng)度,但也會(huì)降低合金導(dǎo)電率,當(dāng)添入Zn為0.5wt.%時(shí),抗拉強(qiáng)度達(dá)到242.5MPa,電導(dǎo)率則下降到57.8%IACS。光學(xué)金相、能譜和XRD衍射分析結(jié)果表明,隨著Mn元素的添入量不斷增加,合金時(shí)效態(tài)組織中析出的長(zhǎng)條狀(Al,Fe,Si,Mg)四元相向短棒狀發(fā)生轉(zhuǎn)變,并且尺寸減小,這種變化使得合金抗拉強(qiáng)度得到提高,同時(shí)對(duì)導(dǎo)電率也有一定的修復(fù)作用。綜上,微合金化對(duì)Al-Mg-Si合金強(qiáng)度提高可起到有利作用,但考慮對(duì)合金導(dǎo)電性能的影響,應(yīng)該有選擇性進(jìn)行添加,并且配合適當(dāng)?shù)臅r(shí)效處理工藝,以獲得較高綜合性能的合金材料以及制備工藝。
【關(guān)鍵詞】：Al-Mg-Si合金 中等強(qiáng)度 高導(dǎo)電率 制備工藝 性能
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 電工鋁及鋁合金導(dǎo)線材料概述10-12
• 1.3 Al-Mg-Si合金導(dǎo)體材料概述12-14
• 1.3.1 Al-Mg-Si系合金強(qiáng)化機(jī)制12-13
• 1.3.2 Al-Mg-Si系合金的合金化13-14
• 1.3.3 Al-Mg-Si系合金的導(dǎo)電性14
• 1.4 電工鋁合金導(dǎo)線的生產(chǎn)工藝14-15
• 1.5 本文選題的目的及意義15-16
• 1.6 本文研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 試驗(yàn)過程及分析測(cè)試方法17-26
• 2.1 合金成分設(shè)計(jì)17
• 2.2 材料制備及試驗(yàn)設(shè)備17-22
• 2.2.1 合金熔鑄17-19
• 2.2.2 固溶處理19-20
• 2.2.3 擠壓桿制備20-21
• 2.2.4 時(shí)效處理21-22
• 2.3 試驗(yàn)材料性能測(cè)試及組織觀察22-24
• 2.3.1 金相組織觀察22
• 2.3.2 掃描電鏡及能譜分析22
• 2.3.3 XRD衍射分析22-23
• 2.3.4 力學(xué)性能測(cè)試23
• 2.3.5 導(dǎo)電率測(cè)試23-24
• 2.4 拉線工藝24-26
• 第3章 Al-Mg-Si合金桿制備工藝分析26-34
• 3.1 熔煉時(shí)精煉和凈化處理26-28
• 3.1.1 RE、B的凈化處理26-28
• 3.1.2 吹氬精煉28
• 3.2 固溶處理28-31
• 3.2.1 參數(shù)選取28-29
• 3.2.2 固溶前后組織觀察29-31
• 3.3 擠壓法制桿工藝31-34
• 3.3.1 擠壓參數(shù)確定31-32
• 3.3.2 擠壓后合金組織及性能32-34
• 第4章 時(shí)效處理對(duì)擠壓Al-Mg-Si合金組織及性能的影響34-45
• 4.1 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析34-35
• 4.2 時(shí)效處理對(duì)合金組織的影響35-39
• 4.3 時(shí)效處理對(duì)導(dǎo)電性能的影響39-40
• 4.4 時(shí)效處理對(duì)力學(xué)性能的影響40-41
• 4.5 添加微合金元素對(duì)時(shí)效工藝的影響41-45
• 4.5.1 時(shí)效處理后Al-Mg-Si合金抗拉強(qiáng)度的變化42-43
• 4.5.2 時(shí)效處理后Al-Mg-Si合金導(dǎo)電率的變化43-45
• 第5章 合金化對(duì)Al-Mg-Si合金組織及性能的影響45-61
• 5.1 Cu元素對(duì)合金組織及性能的影響45-50
• 5.1.1 力學(xué)性能測(cè)試及分析45-47
• 5.1.2 導(dǎo)電率測(cè)試及分析47-48
• 5.1.3 顯微組織觀察48-50
• 5.2 Zn、Mn元素對(duì)Al-Mg-Si合金組織及性能的影響50-61
• 5.2.1 力學(xué)性能及導(dǎo)電率分析51-53
• 5.2.2 顯微組織觀察53-61
• 第6章 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 在學(xué)研究成果67-68
• 致謝68

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