电线电缆用8030铝合金导电材料组织与性能的研究

摘要

8030铝合金以Fe、Cu为主要合金元素，具有良好的导电性能和力学性能，是一种广泛应用于电线电缆的新型轻质合金。本文通过利用拉伸性能测试、电导率测试以及扫描电子显微镜（SEM）和电子背散射衍射（EBSD）技术等分析手段，探索了对连铸连轧8030铝合金杆进行适当中间退火处理，旨在进一步提高拉拔导线性能的方法；研究了铝合金杆在极限使用高温条件下的压缩蠕变行为；同时，紧密结合铝合金电线电缆的实际生产过程，深入分析了退火工艺对8030铝合金拉拔导线组织与性能的影响规律。获得以下主要结论：　　① 连铸连轧8030铝合金导电杆在350℃-2h中间退火工艺制度下，抗拉强度为110.5MPa，电导率为61.56% IACS，伸长率为24.1%，综合性能最优。　　② 与未经任何中间退火处理后的连铸连轧 8030 铝合金杆拉拔而成的合金导线性能相比，经350℃-2h最优中间退火工艺处理后的铝合金杆拉拔而成的合金导线平均抗拉强度为200.3MPa，伸长率为7.3%，电导率为61.18%，综合性能更佳。　　③ 在恒温 200℃下，应力增加引起的稳态蠕变速率增大倍数近似相同，表观蠕变应力指数 n=3.6；在恒应力 20MPa 下，温度升高引起的稳态蠕变速率增大倍数逐渐变大，蠕变激活能Q=145.5kJ/mol，表明试样为体扩散控制下的蠕变机制。　　④ 在本实验条件下，利用外推法，得到蠕变门槛应力值 σ0约等于 5.1MPa，试样实际蠕变应力指数nt=3。连铸连轧8030铝合金试样的主要蠕变机制为体扩散控制下的位错粘滞性滑移蠕变。　　⑤ 8030铝合金导线在300℃以下温度退火时，性能发生显著变化；经300℃-2h退火，抗拉强度为116.1MPa，电导率为63.10%IACS；继续升高退火温度或增加退火时间，对抗拉强度和电导率的影响较小，性能无明显变化。

目录

1 绪论

1.1 铝合金电线电缆研究概括

1.2 文献综述

1.2.1 铝合金导线的优势

1.2.2 铝合金导线的加工工艺

1.3.1 蠕变和蠕变速率

1.3.2 蠕变机制

1.4.1 主要内容及意义

1.4.2 研究路线

2 实验方法及测试分析

2.1.1 连铸连轧

2.1.2 中间退火

2.1.3 拉拔

2.1.4 退火

2.1.5 热压缩和压缩蠕变

2.2.1 拉伸性能测试

2.2.2 电导率测试

2.2.3 微观组织分析

3 中间退火对连铸连轧8030铝合金杆组织及性能的影响

3.1 连铸连轧8030铝合金导电杆的性能及微观组织

3.2.1 中间退火温度对组织的影响

3.2.2 中间退火温度对性能的影响

3.2.3 拉伸断口形貌观察

3.3 中间退火时间对8030铝合金杆性能的影响

3.4 8030铝合金杆中间退火对拉拔导线性能的影响

3.5 本章小结

4 连铸连轧8030铝合金导电杆的压缩蠕变行为

4.1.1 压缩蠕变曲线

4.1.2 稳态蠕变速率

4.2.1 应力指数

4.2.2 蠕变激活能

4.3 蠕变机制

4.4 本章小节

5 退火对8030铝合金导线组织及性能的影响

5.1 退火温度对8030铝合金导线组织及性能的影响

5.2 退火时间对8030铝合金导线性能的影响

5.3 本章小结

6 结论

参考文献

附录

A. 攻读学位期间发表的论文目录

B. 攻读学位期间获得的奖励

C. 学位论文数据集

致谢