铝导线压入蠕变行为研究

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铝合金导线的抗蠕变性能十分重要,关系到输电安全。本文选用1A60、1R50和6101铝合金导线为研究对象,模拟导线接头处受到压蠕变的工况,在90~230℃,80~140MPa的条件下,利用自制的试验设备对试样进行压入蠕变试验,建立稳态压入蠕变本构方程,探讨导线在实验条件下的蠕变机制,通过X射线衍射和扫描电子显微镜等检测手段对蠕变前后组织演变进行分析,结果表明:1)在本研究的温度和应力条件下,退火态和加工硬化态1A60铝导线的应力指数为n分别为4.49、4.22,蠕变激活能Q C分别为20.0KJ/mol、41.8KJ/mol;退火态和加工硬化态1R50铝导线的应力指数n分别为4.17、3.11,蠕变激活能Q C分别为33.6KJ/mol、37.4KJ/mol;退火态和加工硬化态6101铝导线的应力指数n分别为4.54、3.48,蠕变激活能Q C分别为76.0KJ/mol、80.7KJ/mol。2)1A60、1R50以及6101三种铝导线的蠕变性能研究表明:6101铝导线抗蠕变性能最高,1R50铝导线次之,1A60铝导线最差;加工硬化态铝导线的抗蠕变性能比退火态的好。3)退火态1A60、1R50和6101铝导线在压入蠕变试验后未发现有新相生成。1A60铝导线基体中存在Al12Fe3Si相受力破碎割裂基体,会降低导线的抗蠕变性能;1R50铝导线中微量的稀土元素与基体中的杂质相形成新的团球状化合物相(AlFeSiRE),改变了杂质相的形貌,减小了杂质相对基体的割裂,从而提高了导线的抗蠕变性能;6101铝导线的抗蠕变性能是三者中最好的,是由于基体中的强化相Mg2Si使得导线的强度提升,抗蠕变性能也提高了。4)在本研究的温度和应力条件下,退火态1A60铝导线蠕变机制为晶界滑移主导的位错攀移运动,加工硬化态的1A60铝导线蠕变机制为铝的自扩散主导的位错攀移运动;退火态1R50铝导线蠕变机制为铝的自扩散主导的位错攀移运动,加工硬化态的1R50铝导线蠕变机制为铝的自扩散主导的位错滑移运动;退火态6101铝导线蠕变机制为晶界扩散主导的位错攀移运动,加工硬化态的6101铝导线蠕变机制为晶界扩散主导的位错滑移运动。
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