论文部分内容阅读
本课题组开发了一种含Ce的Al-Mg-Si合金,具有优异的铸造性能和力学性能和高的电导率。为了进一步拓展此合金在电工领域的应用,本文通过采用OM、PLM、SEM、XRD以及TEM等进行组织观察和力学性能、导电性能测定,研究了Ce的加入、均匀化温度、挤压温度、挤压比、拉拔、时效温度以及中间退火对于Al-0.2Mg-0.35Si-0.3Ce合金力学性能和电导率的影响,为开发一种新的铝合金导线提供了基础依据。 研究表明:Ce的加入可以有效细化晶粒,力学性能有一定的优化,而电导率则大幅提升。同时,Ce的加入促进了凝固过程中富Ce剩余相大量形成,如AlCe、CeSi、CeFe2、CeFe2Si2和Al1.2CeFe0.8相,这消耗了合金中的大部分Fe、Si溶质,因而认为显著减轻了Al固溶体的晶格畸变,所以Ce的加入显著提高了合金的导电性。高温均匀化处理对这些相的数量与形貌没有明显的影响。均匀化温度的高低对合金组织的影响不明显,对拉伸强度基本没有影响,但对电导率的影响非常显著。经过均匀化后,合金的抗拉强度和屈服强度均下降,电导率提升。 挤压温度和挤压比对合金的组织和性能有很大的影响。挤压比为36的合金在460℃、510℃、560℃三个挤压温度下均发生了再结晶,晶粒尺寸只有挤压前的十分之一左右。相同挤压比(36)时,460℃挤压时产生了一定的动态析出,而这种析出对强度的提高没有任何好处,但在一定程度上提高电导率。挤压温度提高到510℃后,动态析出量减少,棒材的抗拉强度提高,电导率下降。挤压温度为510℃时,挤压比为16棒材只会在局部区域发生了不成熟的再结晶,大部分的α-Al沿挤压方向被拉长;当挤压比为64时,其再结晶晶粒较挤压比为36的棒材的再结晶晶粒要细小很多,但是由于挤压比过大,容易产生加工死区,形成缺陷,造成棒材性能的下降。 多道次的冷拉拔变形会使丝材的抗拉强度大幅度提升,但是也会造成合金的电导率大幅度下降。不同挤压状态下的棒材经过拉拔成相同直径的丝材后,其抗拉强度差别较大,但是电导率相差不大。190℃下时效20h不会使大变形量的丝材发生再结晶,只会发生一定的回复,造成抗拉强度的大幅度下降和电导率的大幅度提升。而160℃下时效20h后丝材的抗拉强度比190℃下时效20h的高,但电导率低。 较低温度下(≤200℃)进行的中间退火(穿插于冷拔过程中间)不会使丝材的组织发生明显的变化,最终的强度和电导率也不会出现明显的变化,但是较高温度(≥250℃)下进行的中间退火会使丝材发生再结晶,软化明显,抗拉强度大幅度下降,而电导率大幅度提升。因此可以根据实际生产的需要可选择合适的中间退火温度来获得不同的抗拉强度和电导率组合。