Алюминий в электротехнике

Промышленная технология получения полуфабрикатов из сплавов АЕ-1 и АЕ-2

Сплавы АЕ-1 и ЛЕ-2 изготовляются в электропечах различной емкости от 300 до 2 500 кг. Химический состав по ТУ СТУОП 51-3-66, 44-2-66 и 55-3-66 представлен в табл. 3-5.

Методам непрерывного литья отливаются слитии диаметром 80—100 мм, скорость литья составляет 20 м/мин. Заготовки перед прессованием гомогенизируются при температуре 500°С в течение 4 6 ч. Из полученных заготовок изготовляются полуфабрикаты — полосы, шины различных размеров.

Наилучшие механические характеристики на полуфабрикатах из сплавов АЕ-1 получаются после термомеханической обработки : по режиму: закалка с 520° С в воду, правка растяжением с остаточной деформацией 10% и искусственное старение при 60±5°C в течение 10 ч (табл. 3-8а).

Правка растяжением необходима для устранения всякого рода коробления Полуфабрикатов после закалки и, кроме того, она служит одним из упрочняющих факторов.

Из сплавав АЕ-1 и АЕ-2 может быть изготавлена проволока различных диаметров. Термообработку проволоки проводят по режиму: закалка с 520° С , искусственное старение при 160±5°С в течение 10 ч. Однако для проволоки из сплава АЕ-1 достаточное упрочнение только достигается путем деформации.

Механические свойства и удельное электрическое сопротивление проволоки из сплавов АЕ-1: и АЕ-2 (представлены в табл. 3-9.

Изменение механических свойств и удельного электрического сопротивления сплавов АЕ-1 и АЕ-2 в функции температуры

В процессе эксплуатации проводниковые материалы испытывают действие отрицательных и положительных температур, что приводит к изменению их фиэиконмеханичоских свойств.

Изменение температуры от —75 до +150° С вызывает увеличение удельного электрического сопротивления (рис. 3-20).

Температурный коэффициент электрического сопротивления этих сплавов в диапазоне 20- 200° С , составляет 0,0033—0,0036 1/град.

Снижение температуры от 20 до —60° С вызывает снижение удельного электрического сопротивления сплавов в среднем на 35%.

Длительные нагревы оплавов при постоянной температуре вызывают незначительный рост электрического сопротивления (рис. 3-21). Увеличение электрического сопротивления связано с протекающими процессами дисперсионного твердения.

В процессе дисперсионного твердения, которое проходит в несколько стадий для этих сплавав при данной температуре и длительных выдержках на первой стадии, выделяются иглы фазы Aig2Si; выделение игл вызывает напряженное состояние в сплаве и приводит к увеличению удельного электрического сопротивления.

На следующих стадиях распада, когда образуются уже стержневые выделения фазы Mg2Si, удельное электрическое сопротивление уменьшается.

На рис. 3-22 представлены кривые изменения механических характеристик сплавов АЕ-1 и АЕ-2 в функции температуры. До температуры + 100° С предел прочности сплавов снижается незначительно, однако дальнейшее повышение температуры до +200° С заметно снижает механическую прочность. Снижение механической прочности при увеличении температуры связано с резким усилением диффузионных процессов, которые приводят к образованию микроскопических пор и пустот.

Понижение температуры испытания до —60° С приводит к повышению механической прочности сплавов АЕ (рис. 3-Й2) и снижению пластичности.

Как правило, в процессе эксплуатации проводниковые материалы подвергаются воздействию длительных нагревов в продолжение сотен и тысяч часов.

В табл. 3-10 приведены изменения механических свойств сплавов после длительных нагревов (1000 ч при температуре 150° С).

  возрастает от 14 до 18 кгс/мм 2 ). Это связано с тем, что сплав до нагрева был обработан по режиму, не дающему максимального значения прочности, которое можно достичь на этом сплаве. Если сплав АЕ-1 обработать по режиму: закалка с 520° С , холодная деформация 10% и искусственное старение при 160° С в течение 10 ч, то последующие длительные нагревы уже не повышают прочностных характеристик.

Длительные нагревы сплава АЕ-2 в течение 1000 ч при 150°С практически не изменяют механических характеристик его.

Температура рекристаллизации сплавов АЕ-1 и АЕ-2, определенная ренгеновским методом, соответственно равна 240 и 260° С.

На рис. 3-23 представлена зависимость изменения твердости сплава с 1,4% Mg2Si в функции температуры и времени выдержки. Максимальная прочность достигается на нем При температуре 160° С.