【摘 要】
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本文对不同含量Ca的Al-Ca二元合金进行系统研究,探究了合金第二相的转变机制,并分析了第二相转变对合金导电率、硬度、拉伸性能的影响。采用失重、电化学性能测试研究了合金耐蚀性能。此外,通过向亚共晶Al-5wt.%Ca合金添加B元素,研究硼化、保温时间、冷却速度对合金组织和性能的影响,进而开发出适用于高压输电的Al-Al4Ca复合材料。本文的主要研究结论如下:（1）Al-5wt.%Ca合金的第二相主
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本文对不同含量Ca的Al-Ca二元合金进行系统研究,探究了合金第二相的转变机制,并分析了第二相转变对合金导电率、硬度、拉伸性能的影响。采用失重、电化学性能测试研究了合金耐蚀性能。此外,通过向亚共晶Al-5wt.%Ca合金添加B元素,研究硼化、保温时间、冷却速度对合金组织和性能的影响,进而开发出适用于高压输电的Al-Al4Ca复合材料。本文的主要研究结论如下:（1）Al-5wt.%Ca合金的第二相主要是Al4Ca,其形貌分为层片状和针状两种。此外,铸态Al-5wt.%Ca合金的导电率为40.3%IACS,是Al-9wt.%Ca铸态合金的1.5倍。（2）Al-Ca合金在低温保温时Al4Ca相会发生马氏体转变,进而改善了合金导电性能和力学性能。Al-5wt.%Ca在150℃保温1h后,合金导电率提升至43.9%IACS,抗拉强度达到255.5MPa,屈服强度达到148.7MPa,延伸率达到4.6%。（3）Al-Ca合金在高温保温一段时间后Al4Ca相形貌由层片状转变为颗粒状,在570℃保温8h后,球化转变程度最高,随后开始粗化,导电率大小与球化程度好坏成正比。（4）Al-Ca二元合金腐蚀属于点蚀腐蚀,合金腐蚀速率接近0.01mm/a,属Ⅱ级腐蚀,耐蚀性较好。这归功于,Al4Ca的电位相对于Al-Ca二元合金基体较负,易于优先腐蚀。（5）向亚共晶Al-5wt.%Ca加入B,可以改善合金导电率和力学性能。硼化除杂效率高达79.41%,导电率提升至50.9%IACS,过多的B会细化合金α-Al晶粒,降低合金导电性能。（6）硼化后,熔体在750℃静置保温40min时,合金导电率和硬度值最佳。硼化后的合金在570℃保温8h后,合金导电率提升至51.7%IACS。（7）冷速越快,α-Al晶粒尺寸越小,层片状Al4Ca间距变短,合金导电率下降,硬度值上升。（8）合金硼化后,合金的抗拉强度、屈服强度均小幅下降,但延伸率明显增加,最大达到11.9%。合金断裂是由于基体Al与第二相Al4Ca之间塑性参数相差较大造成的韧窝断裂。
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