本文關鍵詞：稀土與銅對8176鋁桿組織和性能影響的研究

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【摘要】：稀土鋁合金是取代銅材制造電線電纜的理想材料之一。在鋁合金導體中添加不同種類及不同含量的稀土元素,起到脫硫、脫氧、去渣、細化晶粒及固溶強化、第二相強化的作用。本文研究了稀土及銅元素對8176鋁合金桿的導電及機械性能的影響。(1)稀土在8176鋁合金中的加入具有變質(zhì)處理作用,隨著稀土含量的增加,合金中共晶硅由針狀轉變?yōu)槎虠U或粒狀。混合稀土含量為0.25wt%時,有“蜂窩相”和“白球相”出現(xiàn),蜂窩相中Al含量很高,且稀土元素的含量較高,但相對于白球相中Si的含量要少得多。另外,蜂窩相中Fe的含量明顯高于白球相中Fe的含量。此時8176鋁合金桿的電阻率為61.5～62.5%IACS,最小電阻率達到27.8 nΩ＂·mm2/m。8176鋁合金桿的抗拉強度在100-110 MPa之間,延伸率達到了12%左右。(2)在加入稀土的8176鋁合金桿中,隨著Cu的加入,伴隨初生Al相一起生成的(Al-Fe-Si)共晶體減少,富Cu的第二相CuAl2增多,此時的Cu元素主要以固溶的方式存在于鋁基體中；同時,第二相CuAl2的出現(xiàn)減少了金屬鍵的數(shù)量,晶界增多阻礙了自由電子的傳遞,所以鋁合金桿的電阻增大。銅含量為0.3wt%時,8176鋁合金桿的電阻率為60.0-61.0%IACS,最小電阻率達到28.3 nΩ·mm2/m,抗拉強度從原來的108 MPa增加到119 MPa,延伸率達到了9.4%。(3)鋁合金桿在500℃/24h下均勻化退火處理后電阻率顯著降低,因為形成第二相的元素Cu、RE等逐漸向Al基體中溶解的緣故,晶界數(shù)量減少使得自由電子相對容易移動,因此導電性能提升,此時8176鋁合金桿的電阻率為28.1 nΩ·mm2/m,機械性能為120.4 MPa。隨著再結晶退火溫度的升高,8176鋁合金桿的電阻率減小,抗拉強度增大；而在一定溫度以上再結晶退火處理時,隨著再結晶退火溫度的升高,鋁合金桿的導電性能變差。鋁合金桿在350℃/1h完全再結晶退火處理,其機械及導電性能最好。
【關鍵詞】：固溶強化 第二相強化 變質(zhì)處理 均勻化退火 再結晶退火
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21;TG166.3
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 致謝10-16
• 第一章 緒論16-29
• 1.1 電線電纜行業(yè)16-20
• 1.1.1 電線電纜的用途17-18
• 1.1.2 電線電纜的基本結構18-19
• 1.1.3 產(chǎn)品類別及型號19-20
• 1.2 圓單線鋁線纜制備工藝20-25
• 1.2.1 熔煉、鑄錠和軋制20-23
• 1.2.2 拉線、退火23-25
• 1.2.3 圓單線的其他生產(chǎn)工藝25
• 1.3 影響鋁導體性能的因素25-27
• 1.3.1 化學成分25-27
• 1.3.2 氣體因素的影響27
• 1.3.3 退火處理工藝27
• 1.4 本課題研究意義27-29
• 第二章 實驗方案29-32
• 2.1 添加稀土鋁合金桿實驗29-30
• 2.1.1 實驗所用原料29
• 2.1.2 成分設計與計算29-30
• 2.2 添加銅鋁稀土合金桿實驗30
• 2.2.1 實驗所用原料30
• 2.2.2 鋁銅中間合金成分設計30
• 2.3 實驗過程與方法30
• 2.4 熱處理工藝30
• 2.5 實驗設備30-32
• 第三章 添加稀土對8176鋁桿組織及性能的影響32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 添加稀土對8176鋁桿組織的影響32-37
• 3.2.1 SEM及EDS分析32-36
• 3.2.2 XRD分析36-37
• 3.3 混合稀土對8176鋁合金機械性能的影響37-39
• 3.4 混合稀土對8176鋁合金桿導電性能的影響39-41
• 3.5 本章小結41-42
• 第四章 添加Cu對稀土鋁合金桿組織和性能的影響42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 添加Cu對8176稀土鋁桿組織的影響42-46
• 4.2.1 SEM及EDS分析42-45
• 4.2.2 XRD分析45-46
• 4.3 添加Cu對8176稀土鋁合金導電性能的影響46-47
• 4.4 添加Cu對8176稀土鋁合金機械性能的影響47-49
• 4.5 本章小結49-50
• 第五章 退火工藝對鋁桿組織和性能的影響50-65
• 5.1 引言50
• 5.2 均勻化退火工藝的制定50-51
• 5.3 均勻化退火對鋁桿組織和性能的影響51-60
• 5.3.1 8176鋁合金桿性能測試51-54
• 5.3.2 XRD分析54-56
• 5.3.3 OM及EDS分析56-60
• 5.4 再結晶退火工藝的制定60-63
• 5.5 本章小結63-65
• 第六章 全文總結65-67
• 參考文獻67-72
• 攻讀學位期間的學術活動及成果清單72-73

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5 陳s，

本文編號：629727