La、Ce混合稀土和Zr元素对工业纯铝组织性能的影响

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuyong006
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铝导线具有密度低、导电性高、强度较高、成本低等优点,是应用于电力工程领域的关键材料。随着我国国民经济持续高速发展,农村城镇化进程的迅速深化,供电用户的扩大以及供电设备的多样化,提高铝导线的输电容量,发展大容量输电线路具有迫切需求。因此,开发高导电、高强度的铝导线对于满足工业生产的需求具有重要的实际意义。与传统的合金强化方法相比,微合金化可以在不牺牲太多导电率的同时提升铝导线的强度,是有效提升铝导线综合性能的有效方法,近年来成为研究的热点。本文通过在工业纯铝中分别单独添加微量La、Ce混合稀土、Zr元素以及复合添加La、Ce与Zr元素的方法,获得不同成分的稀土铝合金及耐热铝合金,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、背散射电子衍射(EBSD)、多功能电子拉伸机和QJ-36型直流型双臂桥测试仪等分析检测设备对合金的组织、拉伸性能导电性能进行研究,以期可为该系列合金的进一步工程应用提供可靠的数据支撑。在纯铝中添加La、Ce混合稀土后,可有效细化合金组织。当稀土元素添加较少时合金主要由α-Al基体以及Al-Fe-Si-RE相组成,随着稀土元素添加量的增加可观察到Al RE3相析出。当混合稀土含量大于0.3wt.%时,合金{100}面的织构强度明显减弱,有效抑制了<100>∥ED和Cube织构的形成。当混合稀土含量为0.2wt.%时,导电率最高,而稀土含量为0.5wt.%时,拉伸性能最优。在纯铝中加入Zr元素后,当Zr含量较少时对合金组织细化效果显著,随Zr含量的增加细化效果衰退并出现粗大Al3Zr相。当Zr含量为0.1wt.%时,合金的拉伸性最优,{100}面织构最弱,对Cube织构的抑制效果最强。合金在未加入Zr时导电率最高,Zr含量为0.05wt.%时,导电率次之,但耐热性能最好。在Al-0.05Zr合金基础上添加La、Ce混合稀土后,稀土元素对合金组织细化效果不明显,当稀土含量为0.5wt.%时,合金{100}面织构强度最弱,此时合金的拉伸强度最高。随着稀土加入量的增加合金的导电率则呈先升高后减小的趋势。
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