Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Алюминий в электротехнике

Проводниковые алюминиевые сплавы с добавками циркония

Небольшие добавки циркония до 0,4% резко повышают прочность и температуру рекристаллизации (более чем на 100° С) и мало снижают проводимость алюминия.

. Наличие этого соединения вызывает резкое измельчение зерна в структуре литых сплавов. Включения интерметаллида ZrAl3 имеют иглообразную форму.

При комнатной температуре механические свойства сплава алюминия с цирконием (до 0,4%) и алюминия различаются мало, что следует из сравнительных данных табл. 3-15а. Однако повышение температуры испытания до 200С приводит к заметной разнице в свойствах этих материалов (рис. 3-29).

Длительные нагревы Проволоки из сплава алюминия с цирконием при 150° С практически не приводят к снижению его прочности (рис. 3-30). Максимально допустимой температурой для сплава алюминия с цирконием является температура 150° С.

При применении проволоки из алюминиевого сплава с добавкой циркония в качестве электрических проводов воздушных линий электропередач необходимо учитывать вибрацию, вызывающую усталостные разрушения проводов.

При температуре

150°С предел усталости у сплава (при одном и том же числе циклов) практически равен пределу усталости алюминия при 90° С, как это видно из табл. 3-156.

Твердость проволоки из сплава алюминия с цирконием в процессе ползучести остается без изменения, о чем свидетельствуют данные табл. 3-16.

Приведенные сравнительные данные по исследованию проволоки из алюминия и сплава свидетельствуют о том, что проволока из сплава вполне может применяться при температуре 150° С , в то время как максимально допустимая температура длительной эксплуатации твердой проволоки из алюминия не превышает 90 С.

. Магний и железо также оказывают влияние на эффективность действия циркония, поскольку снижают предел растворимости циркония в алюминии.

Сплав алюминия с цирконием нашел широкое применение за рубежом в качестве жилы в кабельных, изделиях. В Японли , например, для воздушных линий, электропередач применяют голый многопроволочный кабель,; в котором центральный пучок стальных жил обмотан жилами из жаропрочного алюминиевого сплава марки TACSR. Преимущества проволок из алюминиевых сплавов наиболее полно проявляются в собирательных шинах на электрических подстанциях, так как здесь увеличение потерь на нагрев и величина провисания не имеют большого значения. Использование этой проволоки на городских электроподстанциях позволяет ограничиться простым одножильным проводом, в то время как при использовании обычной твердой алюминиевой проволоки необходим двухжильный провод.

Примечания: 1. Приведенные результаты получены при температуре испытаний 20° С.

2. Площадь поперечного сечения, максы проволоки, растягивающая нагрузка, а также сопротивление даны в отношении к стандарт ному диаметру.

3. Средний предел прочности на растяжение представляет собой среднюю величину пределов прочности на растяжение образцов одной партии.

4 Модуль Юнга равен 6 300 кгс/мм 2 ,

5. Коэффициент линейного расширения равен 23X10-5.

6. Температурный коэффициент сопротивления равен 3,9X10-3°С.

7 Плотность равна 2,7 кг/см3.

Механические и физические свойства проволоки из сплава алюминия и циркония согласно данным представлены в табл. 3-17, коэффициент электропроводности материала из этой проволоки на 3%: ниже уровня, установленного стандартом GJSC3109 для твердой алюминиевой проволоки; все остальные свойства удовлетворяют указанному стандарту.

В табл. 3-18 представлены данные по свойствам голого многожильного провода из сплава алюминия и циркония (TAJ) в соответствии с японским стандартом GJSC3109. Допустимая температура длительной эксплуатации провода TAJ равна 150° С.

В табл. 3-19 представлены патентные данные проводниковых алюминиевых сплавов, известных за рубежом и в СССР.

Наибольший интерес представляют сплавы на основе алюминия с добавками редкоземельных элементов, так как они обладают высокими электропроводностью и прочностью.