Исследование термостойкости деформированных полуфабрикатов электротехнического назначения из алюминиевых сплавов с переходными металлами
Термически стабильные провода из алюминиевых сплавов, сохраняющие прочность при длительных нагревах. Изучение термостойкости деформированных полуфабрикатов электротехнического назначения. Добавление в алюминиевый сплав металлов переходной группы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2018 |
| Размер файла | 231,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http: //www. allbest. ru/
Сибирский федеральный университет
Исследование термостойкости деформированных полуфабрикатов электротехнического назначения из алюминиевых сплавов с переходными металлами
Беспалов В.М., Яковлев С.Л.
Научный руководитель - д-р техн. наук,
профессор Сидельников С. Б.
В последнее время большое внимание современных ученых привлекают термически стабильные провода из алюминиевых сплавов, сохраняющие прочность при длительных нагревах до температуры 2000С. Так как существующая на рынке алюминиевая катанка марок технического алюминия А5Е, А7Е имеет рабочую температуру, не превышающую 900С, ее использование в качестве силовых проводов линий электропередач сильно ограничено. В связи с этим существует потребность в поиске способов повышения термической устойчивости такой катанки, по крайней мере, до 2000С.
Одним из возможных способов решения данной проблемы является добавление в алюминиевый сплав металлов переходной группы, в частности циркония, который позволяет значительно повысить жаропрочность. При этом в качестве более эффективных технологии предлагается использование методов совмещенной обработки [1].
В связи с этим целью данной работы является исследование термической устойчивости проволоки при длительных температурных испытаниях, полученной с применением совмещенной прокатки-прессования (СПП).
Для реализации этой цели была изготовлена проволока диаметром 2 мм. Технология получения проволоки включала литье заготовки, совмещенную прокатку-прессование (СПП) литой заготовки и последующие холодное волочение прутка. Заготовку размерами 14х14х200 отливали в алюминиевый кокиль при температуре заливки ТЗ = 800-8800С [2], СПП прутка диаметром 9 мм проводили при температуре 5500С на установке совмещенной обработки, смонтированной на базе прокатного стана Дуо 200.
Полученную проволоку подвергали длительным температурным испытаниям, при этом образцы длиной 120 мм выдерживали 400 часов в печи при температуре 2000С, что имитирует 50-летнюю работу линии.
Исследования механических свойств литых заготовок, прутков и проволоки проводили на испытательной машине LFM400 (Швейцария) усилием 400 кН методом статических испытаний на растяжение. При этом фиксировали временное сопротивление разрыву (уВ, МПа), относительное удлинение после разрыва (д, %) в зависимости от времени выдержки. Результаты механических характеристик представлены на рисунке 1.
Анализ полученных результатов исследований показал, что в литом состоянии диапазон изменения значений временного сопротивления разрыву металла составляет 50-100 МПа. После горячей обработки и получения прутка диаметром 9 мм значения уВ увеличиваются до 120-160 МПа.
Рисунок 1 Графики зависимости механических свойств исследуемых образцов от времени выдержки
деформированный алюминиевый сплав термостойкость
После холодного волочения прутка и получения проволоки диаметром 2 мм прочностные характеристики увеличиваются до 175-250 МПа. После проведения температурных испытаний значения уВ лежат в интервале 160-210 МПа, таким образом снижение прочности в среднем составило 14%.
Для измерения удельного электросопротивления использовался зондовый метод, при этом с помощью мультиметра APPA 109N измеряли падение напряжения на образцах при фиксированном значении силы тока I, создаваемой источником питания. Затем по известным формулам рассчитывали удельное электросопротивление:
,
где R = U/I
- сопротивление проволоки, Ом; S - площадь поперечного сечения металла, мм2; l - расстояние между контактами, закрепленными на образце, м; U - падение напряжения на образце, В; I - сила тока, А.
Результаты измерений показаны на рисунке 2.
Средние значения удельного электросопротивления образцов проволоки составляют 0,0281-0,0320 Ом·мм2/м. После длительных испытаний значения удельного электросопротивления изменяются не значительно в среднем на 5% и составляют 0,0280-0,0317 Ом·мм2/м в зависимости от химического состава.
Рисунок 2 График зависимости удельного электросопротивления от времени выдержки
В результате проведенных исследований изменения механических и электрофизических свойств проволоки из сплавов системы Al-Zr при длительных температурных испытаниях было выявлено, что со временем выдержки снижение прочностных характеристик составило в среднем 14%, а значения удельного электросопротивления изменялись не значительно (в среднем на 5%). Поэтому данные составы сплавов могут быть использованы для получения термически стабильных проводов из алюминиевых сплавов с рабочей температурой до 200 °С.
Литература
1. Сидельников С.Б., Довженко Н.Н. Загиров Н.Н. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов: монография. // М.:МАКС Пресс, 2005.- 344 с.
2. Прохоров А.Ю., Белов Н.А., Алабин А.Н. Особенности технологии плавки и литья слитков проводниковых алюминиево-циркониевых сплавов в промышленных условиях // Литейщик России, 2010, №4, с.30-34.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение деформируемых алюминиевых сплавов в народном хозяйстве. Классификация деформируемых алюминиевых сплавов. Свойства деформируемых алюминиевых сплавов. Технология производства деформируемых алюминиевых сплавов.
курсовая работа [62,1 K], добавлен 05.02.2007Основные сварочные материалы, применяемые при сварке распространенных алюминиевых сплавов. Оборудование для аргонно-дуговой сварки алюминиевых сплавов. Схема аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом. Электросварочные генераторы постоянного тока.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.05.2015Механические свойства, обработка и примеси алюминия. Классификация и цифровая маркировка деформируемых алюминиевых сплавов. Характеристика литейных алюминиевых сплавов системы Al–Si, Al–Cu, Al–Mg. Технологические свойства новых сверхлегких сплавов.
презентация [40,6 K], добавлен 29.09.2013Особенности взаимодействия алюминия и его сплавов с газами окружающей атмосферы во время их плавления и разливки. Основные типы изменений в составе и состоянии расплава. Причины и факторы образования газообразных включений. Дегазация алюминиевых сплавов.
реферат [1,5 M], добавлен 28.04.2014Анализ режимов лазерной сварки некоторых систем алюминиевых сплавов. Защита сварочного шва от окисления. Пороговый характер проплавления как отличительная особенность лазерной сварки алюминиевых сплавов. Макроструктура сварных соединений сплава.
презентация [1,7 M], добавлен 12.04.2016Анализ факторов, влияющих на качество полуфабрикатов из сплавов МНЦ 15-20 и Л-6З, и их технологичность в процессе производства. Структура и свойства сплавов, выплавленных с использованием электромагнитного перемешивания в процессе кристаллизации.
дипломная работа [6,0 M], добавлен 19.08.2011Определение причин щелевой коррозии в металлической конструкции. Паяные и сварные соединения. Применение механических методов для удаления остатков флюса, проведение пескоструйной обработки. Использование термически обрабатываемых алюминиевых сплавов.
контрольная работа [321,8 K], добавлен 09.03.2016Определение механических свойств конструкционных материалов путем испытания их на растяжение. Методы исследования качества, структуры и свойств металлов и сплавов, определение их твердости. Термическая обработка деформируемых алюминиевых сплавов.
учебное пособие [7,6 M], добавлен 29.01.2011Обзор состава простых конструкционных сталей. Получение чугуна и легированных сталей. Характерные особенности медно-никелевых сплавов. Применение алюминиевых бронз, нейзильбера, мельхиора в народном хозяйстве. Механические свойства сплавов меди с цинком.
презентация [3,3 M], добавлен 06.04.2014Способ подготовки поверхности алюминиевых сплавов при получении оптически селективных покрытий. Закономерности формирования и оптические свойства оксидных покрытий на алюминиевых сплавах, полученных при поляризации переменным асимметричным током.
автореферат [634,9 K], добавлен 08.12.2011Механизм кристаллизации путем самопроизвольного образования зародышевых центров. Анализ состояния компонентов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Вредные примеси в сталях и их влияние на свойства. Классификация алюминиевых сплавов.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 27.06.2014Изучение свойств алюминиевого деформируемого сплава, где основным легирующим элементом является марганец. Влияние легирующих элементов на свойства и структуру сплава и основных примесей. Условия эксплуатации и области применения алюминиевых сплавов.
реферат [128,9 K], добавлен 23.12.2014Металлофизическая характеристика и поведение обрабатываемых сплавов при пластической деформации. Технико-экономическое обоснование технологии и оборудования цеха. Расчет термомеханических и энергосиловых параметров горячей обработки усилия прессования.
курсовая работа [610,3 K], добавлен 08.06.2014Система алюминий-магний (Al-Mg) как одна из самых перспективных при разработке свариваемых сплавов, основные недостатки и преимущества данной группы. Сплавы алюминия с прочими элементами, их основные характеристики. Области применения алюминиевых сплавов.
контрольная работа [24,6 K], добавлен 21.01.2015Аустенитные и азотосодержащие коррозионно-стойкие стали: способы получения, технология производства, выплавка, термомеханическая обработка, основные свойства. Метод электрошлакового переплава металлических электродов в водоохлаждаемый кристаллизатор.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 19.06.2011Структура свойства алюминиевых сплавов. Способы производства слитков из них. Выбор и основные характеристики оборудования. Расчет себестоимость технологического процесса литья. Проектирование новая литейная установки - кристаллизатора с тепловой насадкой.
дипломная работа [5,1 M], добавлен 26.10.2014Характеристика методов решения инженерных задач (морфологический анализ, мозговая атака, функционально-стоимостный анализ). Теории решения изобретательских задач. Поиск технического решения устранения трения при обработке изделий из алюминиевых сплавов.
курсовая работа [131,1 K], добавлен 26.10.2013Перемещение дислокаций при любых температурах и скоростях деформирования в основе пластического деформирования металлов. Свойства пластически деформированных металлов, повышение прочности, рекристаллизация. Структура холоднодеформированных металлов.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 12.08.2009Свойства и атомно-кристаллическое строение металлов. Энергетические условия процесса кристаллизации. Строение металлического слитка. Изучение связи между свойствами сплавов и типом диаграммы состояния. Компоненты и фазы железоуглеродистых сплавов.
курсовая работа [871,7 K], добавлен 03.07.2015Исследование основных литейных свойств сплавов, изучение способа получения отливок без дефектов и описание технологии отлива детали под давлением. Изучение схемы прокатного стана и механизма его работы. Анализ свариваемости различных металлов и сплавов.
контрольная работа [317,4 K], добавлен 20.01.2012
