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铜对稀土铝合金电工圆杆性能的影响试验结果与讨论(一)

铸态下铜含量对试样抗拉强度和导电率的影响

图1为铜加入量与试样的抗拉强度和导电率的关系曲线。对于Al-Ce和Al-La两种电工圆杆,由图1(a)可知,随着铜含量增加,试样的抗拉强度均不断增加,铜含量在0.2%以下,抗拉强度增加幅度很大,之后增幅减小。这是由于铜溶入到铝中后,部分固溶态存在基体中,固溶的结果使铝的点阵发生很大的畸变,抗拉强度有所提升,部分形成CuAl2难溶相,钉扎晶界,从而提高试样的抗拉强度。添加稀土铈的试样比添加稀土镧的试样的抗拉强度要高。由图1(b)发现,两种状态的试样导电率均随着铜含量的增加而下降,铜含量超过0.2%后急剧下降,这是由于加入铜元素后,铝原子周围发生晶格畸变会增加电子的散射,导致导电率降低。由图1(b)可以看出,Al-0.2%Ce—xCu的试样比A1-0.15%La—xCu的试样的导电率要高。综合比较,A1-0.2%Cu-0.2%Ce综合性能较佳,抗拉强度为77MPa,导电率达60.64%IACS。

图1

轧制状态下铜含量对试样抗拉强度和导电率的影响

轧制状态下铜含量对试样的抗拉强度的影响如图2(a)所示,在轧制变形量为83%的条件下,两种试样的抗拉强度随着铜含量的增加均呈先上升后下降的趋势。A1-0.2%Ce的铝合金电工圆杆,铜含量为0.2%处抗拉强度达到峰值,为183MPa,A1-0.15%La的铝合金电工圆杆,铜含量为0.4%时抗拉强度达到峰值,为177MPa。

图2

轧制状态下铜含量对试样的导电率的影响如图2(b)所示,在轧制变形量为83%的条件下,试样的导电率随着铜含量的增加呈连续下降趋势。对比图1(b)和图2(b),在铜添加量相同的情况下,轧制态试样导电率较低。其原因为轧制后合金晶粒明显细化,晶界面积显著增大,自由电子穿过晶界的阻力增大,进而导电率有所降低。

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