铝合金导线连续ECAE动态时效过程析出相演变与性能强化机理

高性能铝合金导线是电力行业急需的输电材料，是国内外重点研究课题，对节能、节材、国民经济发展具有重要意义。综合提高铝合金导线的导电性能与力学性能是行业内所面临的关键问题。实践证明，在Al-Zr合金基础上，添加合金元素并利用连续ECAE动态时效过程，以控制过程中析出相的演变与细晶强化是解决上述问题的有效途径。.为此，本项目提出研究铝合金导线连续ECAE动态时效过程析出相演变与性能强化机理，通过研究在连续ECAE动态时效过程中析出相的演变机理，连续ECAE过程中细晶强化机理，合金元素对连续ECAE动态时效过程中析出相演变与细晶强化的影响规律，以进一步优化合金设计与制备工艺，制备出性能优良的Al-Zr-x合金导线。研究涉及到物理化学、金属学、塑性加工与材料学等学科知识，具有重要的科学意义与应用价值。

中国经济的高速发展，需要强大智能电网支撑，高性能的耐热铝合金导线是电力行业急需的输电材料，对国家智能、环保型电网建设具有重要意义。本项目研究了连续ECAE动态时效过程中析出相的演变机理，连续ECAE过程中细晶强化机理，合金元素对连续ECAE动态时效过程中析出相演变与细晶强化的影响规律，通过优化合金设计与制备工艺，制备出性能优良的Al-Zr-Sc-B合金导线，取得了如下成果：.(1) 连续ECAE动态时效处理成形有利Al-Zr-Sc合金导体基体中强化相元素的快速析出、形核和球状弥散长大，组织细化且分布均匀，有利于提高合金的抗过时效能力，提高铝合金导体的性能均匀性；.(2) 合适的连续ECAE动态时效热处理与人工时效工艺相结合，可制备综合力学性能和导电性能优良的Al-Mg-Si合金导线，在温度在100～220℃温度下进行4次连续ECAE（第一道次100℃，第2~3道次180℃+1道次（280℃）ɸ9.5mm电工原铝杆挤压，制备了铝导线拉伸成形的电工圆铝杆， ɸ4mm的铝合金电线进行160-180℃х6h人工时效，可制备了高性能的ɸ4mm Al-Mg-Si铝合金导线,其拉伸强度、伸长率和等效导电率分别达到290-298MPa,3.5% 和58.5-59.2%IACS.（3）合适的连续ECAE动态时效热处理工艺与最终人工时效热处理相结合，可制备综合加工性能、力学性能优良的Al-Zr-Sc-B合金导线。在120-320℃温度下进行5次连续ECAE(第1道次120℃，第2道次160℃，第3-4道次220℃+1道次（320℃）ɸ9.5mm电工原铝杆挤压，制备了铝导线拉伸成形的电工圆铝杆（强度198MPA，伸长率11.9%）；（3）ɸ4mm的铝合金电线，经过200-220℃х14-16h人工时效处理，线材的拉伸强度、等效导线率分别为292-302MPa和58.5-60.07%IACS..本研究较大幅度地提高了铝合金单线的综合力学性能和导电性能，克服Zr元素对Al-Zr合金导电性能的不利影响，为制备高质量的耐热铝合金导线提供了理论支持和数据指导，对开发合金导线新技术，更好地加强电力建设，加速我国经济发展具有重要意义。