铝合金电力电缆的优点
2018-12-29 13:37:12
铝合金电力电缆所具备的良好的机械性能和电性能,使得它可以广泛应用于国民经济的各个领域,如普通民灾、高层建筑、电梯、大小型超市商场、地铁、机场、车站、医院、银行、写字楼、宾馆酒店、邮政电信大楼、展览馆、图书馆、博物馆、古代建筑、学校、电力大楼、公共娱乐场所、隧道、地下建筑、仓库等,还可以用于冶金、钢铁、焦炭、煤矿、电厂、输变电站、造船、石油、化工、医药、核电站、航空航天、军事、造纸等行业,以及家电、汽车、公共交通设施等等。铝合金电力电缆具有以下优点: 1、抗蠕变性能 铝合金导体的合金材料与退火处理工艺减少了导体在受热和压力下的“蠕变”倾向,相对于纯铝,抗蠕变性能提高300%,避免了由于冷流或蠕变引起的松弛问题。 2、抗拉强度和延伸率 铝合金导体相比于纯铝导体,由于加入了特殊的成分并采用了特殊的加工工艺,极大的提高了抗拉强度,且延伸率提高到30%,使用更加安全可靠。 3、热膨胀系数 热膨胀系数用来计算在温度变化时材料的尺寸变化。铝合金的热膨胀系数与铜相当,多年来铝连接器一直可靠地用于铜和铝导体,且当今使用的大部分电气连接器都是用铝制造的,这尤其适合铝合金。所以铝合金导体与连接器的膨胀和收缩完全一致。 4、连接性能 用铝合金制造的电气连接与用铜导体制造的连接一样安全稳定。铝合金的成分大大改进了其连接性能,当导体退火时,添加的铁产生高强度抗蠕变性能,即使在长时间过载和过热时,也能保证连接稳定。 5、自重承载力强 铝合金改善了纯铝的抗拉强度,铝合金电缆可支撑4000米长度的自重,铜电缆只能支撑2750米。这种优势在大跨度的建筑(如体育场馆)配线时体现得尤为突出。
6、防腐蚀性能 铝固有的防腐性能缘自当铝表面与空气接触时形成薄而坚固的氧化层,这种氧化层特别耐受各种形式的腐蚀。而合金中添加的稀土元素又能进一步改善铝合金的耐腐蚀性能,特别是电化学腐蚀。铝能承受恶劣环境的特点使其被广泛应用于托盘内电缆的导体,以及许多工业元件和容器。腐蚀的产生通常与不同的金属在潮湿环境中的连接有关,可使用相应的保护措施来防止腐蚀的发生,比如使用润滑油、抗氧化剂和保护涂层。碱性土壤和某些类型的酸性土壤环境对铝有较大的腐蚀性,所以直埋敷设的铝导体应使用绝缘层或模压护套防止腐蚀。在含硫的环境中,例如铁路隧道和其它类似地方,铝合金的抗腐蚀性能大大优于铜。 7、柔韧性 铝合金有很好的弯曲性能,其独特的合金配方、加工工艺,使柔韧性大幅提高。铝合金比铜柔韧性高30%,反弹性比铜低40%。一般铜缆的弯曲半径为10~20倍外径,而铝合金电缆弯曲半径仅为7倍外径,更容易进行端子连接。 8、铠装特性 国内常用的铠装电缆,大多采用钢带铠装,安全级别低,在受到外界破坏力时,其抵御能力差,容易导致击穿,且重量重,安装成本相当高,加之耐腐蚀性能差,使用寿命不长。而我们根据美国标准开发的金属连锁铠装电缆,采用的是铝合金带连锁铠装,其层与层之间的连锁结构,保证电缆能经受外界强大的破坏力,即使电缆遭受较大的压力和冲击力时,电缆亦不易被击穿,提高了安全性能。同时铠装结构使电缆与外界隔离,即使在火灾时,铠装层提高了电缆的阻燃耐火级别,降低了火灾的危险系数。铝合金带铠装结构相对于钢带铠装,其重量轻,敷设便利,可免桥架安装,能减少20%~40%的安装费用。根据使用场所的不同可以选择不同的外护套层,使铠装电缆的用途更加广泛。 9、紧压特性 单从体积电导率方面考虑,铝合金不及铜,但我们开发的导体不仅从材料性能方面作出了改进,而且在工艺方面也取得大的突破,我们采用超常规的紧压技术,使紧压系数达到0.93,而异型线的紧压系数能达到0.95,在国内属于首创。通过最大极限的紧压,可以弥补铝合金在体积导电率上的不足,使绞合导体线芯如实心导体一般,明显的降低线芯外径,提高导电性能,在同等载流量情况下导体外径只比铜缆大10%。
铜芯电力电缆
2017-06-06 17:50:10
铜芯电力电缆铜芯电缆的评定是分IEC阻燃等级,了评定线缆的阻燃性能优劣,国际电工委员会分别制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三个标准。IEC60332-1和IEC60332-2分别用来评定单根线缆按倾斜和垂直布放时的阻燃能力(国内对应GB12666.3和GB12666.4标准)。IEC60332-3(国内对应GB12666.5-90)用来评定成束线缆垂直燃烧时的阻燃能力,相比之下成束线缆垂直燃烧时在阻燃能力的要求上要高得多。 ◎ IEC60332-1/BS4066-1阻燃等级(单根电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On Single Vertical Insulated Wires/Cables) 这是单根电缆的阻燃标准。试验规定,一根 60cm长的试样垂直固定在前壁开通的
金属
箱内,火焰长度175mm的丙烷燃烧器从距试样的上部固定端450mm的位置上火焰锥与电缆以45度角接触,如果试样燃烧损坏部分距离固定端下部不超过50mm,测试通过。 ◎ IEC60332-3/BS4066-3阻燃等级(成束电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On BunchedWires/Cables) 这是成束电缆的阻燃标准。试验规定,成束 3.5m长的电缆试样用铁丝固定在梯形测试架上,试样数量按不同分类所要求的非
金属
物料决定。试样垂直挂在燃烧炉背壁上,空气通过底板上的进气口引入燃烧炉。丙烷平面燃烧器以750℃的火焰与试样接触,试样在强制吹风(气流排放5m3/分钟,风速0.9m/秒)的情况下,必须在垂直燃烧20分钟内燃不起来,电缆在火焰蔓延2.5米以内自行熄灭。IEC60332有A类、B类、C类和D类之分,以评定阻燃性能优劣。 ◎增压级-CMP级(送风燃烧测试/斯泰钠风道实验Plenum Flame Test/Steiner TunnelTest) 这是 UL防火标准中要求最高的电缆(Plenum Cable),适用安全标准为UL910,实验规定在装置的水平风道上敷设多条试样,用87.9KW煤气本生灯(300,000BTU/Hr)燃烧20分钟。合格标准为火焰不可延伸到距煤气本生灯火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大为0.5,平均密度值最大为0.15。 这种CMP电缆通常安装在通风管道或空气处理设备使用的空气回流增压系统中,被加拿大和美国所认可采用。符合UL910标准的FEP/PLENUM材料,阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3标准的低烟无卤材料的阻燃性能好,燃烧起来烟的浓度低。IEC阻燃等级 为了评定线缆的阻燃性能优劣,国际电工委员会分别制定了 IEC60332-1、IEC60332-2和IEC60332-3三个标准。IEC60332-1和IEC60332-2分别用来评定单根线缆按倾斜和垂直布放时的阻燃能力(国内对应GB12666.3和GB12666.4标准)。IEC60332-3(国内对应GB12666.5-90)用来评定成束线缆垂直燃烧时的阻燃能力,相比之下成束线缆垂直燃烧时在阻燃能力的要求上要高得多。 ◎ IEC60332-1/BS4066-1阻燃等级(单根电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On Single Vertical Insulated Wires/Cables) 这是单根电缆的阻燃标准。试验规定,一根 60cm长的试样垂直固定在前壁开通的
金属
箱内,火焰长度175mm的丙烷燃烧器从距试样的上部固定端450mm的位置上火焰锥与电缆以45度角接触,如果试样燃烧损坏部分距离固定端下部不超过50mm,测试通过。 ◎ IEC60332-3/BS4066-3阻燃等级(成束电线或电缆垂直燃烧测试 Flame Test On BunchedWires/Cables) 这是成束电缆的阻燃标准。试验规定,成束 3.5m长的电缆试样用铁丝固定在梯形测试架上,试样数量按不同分类所要求的非
金属
物料决定。试样垂直挂在燃烧炉背壁上,空气通过底板上的进气口引入燃烧炉。丙烷平面燃烧器以750℃的火焰与试样接触,试样在强制吹风(气流排放5m3/分钟,风速0.9m/秒)的情况下,必须在垂直燃烧20分钟内燃不起来,电缆在火焰蔓延2.5米以内自行熄灭。IEC60332有A类、B类、C类和D类之分,以评定阻燃性能优劣。 UL阻燃标准 UL列明的任何电缆经过测试验证若符合某种防火等级,可在电缆印上UL识别字、防火等级和批准编号。 ◎增压级-CMP级(送风燃烧测试/斯泰钠风道实验Plenum Flame Test/Steiner TunnelTest) 这是 UL防火标准中要求最高的电缆(Plenum Cable),适用安全标准为UL910,实验规定在装置的水平风道上敷设多条试样,用87.9KW煤气本生灯(300,000BTU/Hr)燃烧20分钟。合格标准为火焰不可延伸到距煤气本生灯火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大为0.5,平均密度值最大为0.15。 这种CMP电缆通常安装在通风管道或空气处理设备使用的空气回流增压系统中,被加拿大和美国所认可采用。符合UL910标准的FEP/PLENUM材料,阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3标准的低烟无卤材料的阻燃性能好,燃烧起来烟的浓度低。铜芯电缆在生活中的用途并不广泛,因为当前世界的铜的
价格
是一路走高的,所以大多数国家都开始采用合金电缆来代替传统的铜芯电缆或者铝芯电缆,这样一来可以使电缆的制作成本大大的降低了。
废旧电力电缆回收种类有哪些?
2018-07-26 15:55:29
废旧电力电缆是指已经被淘汰报废、不能再利用的电力电缆,可能是因为生产加工的过失导致无法使用,也可能是经高电流电压流动而灼烧损坏或使用时间过长的电力电缆。电缆主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。这些废旧电力电缆都包括哪些种类呢?下面就来介绍废旧电力电缆的分类有哪些。按照电缆的流动电压来分类,可以有低压、中压、高压和特高压电缆按照电缆的用途来分类,电力电缆的回收种类就可分为裸导线、绝缘电线、通讯电缆、阻燃电缆、耐热电线、电力电缆、控制电缆、屏蔽电缆、射频电缆等。电力电缆常用的电附件分类有电缆终端接线盒、连接管及接线端子、电缆中间接线盒、钢板接线槽、电缆桥架等。电力电缆桥架分类:一般工矿企业室内外架空敷设电力电缆、控制电缆、亦可用于电信、广播电视等部门在室内外架设。电力电缆之间的接头也有不同的种类,主要有以下几种:连接电缆与电缆的导体、绝缘屏蔽层和保护层,以使电缆线路连接的装置,称为电缆中间接头。电力电缆的回收不仅可以节约资源,提高资源利用率,还可以保护环境。欲了解更多废旧电力电缆回收价格,请至
废金属价格
专区。
郑缆制造铜包铝芯电力电缆
2019-01-16 11:51:35
郑州电缆(集团)股份有限公司已申请铜包铝导体电力电缆专利,并已经将这种电力电缆投产。 铜包铝芯挤包绝缘(PVC、XLPE)电力电缆是一种新型的电线电缆品种。铜包铝是以铜和铝为主要材料,并对其经过特殊加工工艺生产出的一种新型导体材料,它充分利用铜和铝的各自特性,有效弥补了铜、铝导体在电线电缆工程上应用的缺点,如:纯铜导体的密度大、国内资源匮乏、价格昂贵、不易敷设等,铝导体的导电率低、焊接性能差、表面易氧化、接触电阻大等。铜包铝电力电缆具有导电性能好、易焊接、重量轻、便于敷设和成本低等特点,因而在欧美发达国家早已得到应用并取得了良好的效果。 郑缆开发的铜包铝芯电力电缆,采用耐热PVC或耐热XLPE作绝缘材料,长期工作温度高达105℃,传输容量优于普通电力电缆,其它性能指标符合国家标准或国际标准。
稀土高铁铝合金电缆
2018-12-29 11:29:12
稀土高铁铝合金电缆,其导电性、柔韧性、延伸性、抗蠕变性等方面均优于铜芯电缆。与铜芯电缆相比,稀土高铁铝合金电缆价格要便宜30%左右,施工更加简便。综合折算,一个工程至少可以节约40%的电缆总成本。
在国内,欣意稀土高铁铝合金电缆已经成功应用到上千个工程项目中,获得了国家住房和城乡建设部、国家消防总局、国家电网、中国铁路等方面的权威认证和推广使用。
稀土铝合金
2017-06-06 17:50:03
稀土铝合金稀土铝合金是在铝合金中加入微量稀土元素,可以显著改善铝合金的金相组织,细化晶粒,去除铝合金中气体和有害杂质,减少铝合金的裂纹源,从而提高铝合金的强度,改善加工性能,还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性,提高硬度、增加强度和韧性。稀土元素的加入使得稀土铝合金成为一种性能优良、用途广泛的新型材料,目前稀土铝合金的
产量
已近全国铝
产量
的1/4。稀土元素在铝合金中的作用稀土元素非常活泼,极易与气体(如氢)、非
金属(如硫)及
金属
作用,生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的
金属
如铅、镁等,在这些
金属
中的固溶度极低,几乎不能形成固溶体。一般认为,稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用;此外,它与氢等气体和许多非
金属
有较强的亲和力,能生成熔点高的化合物,故它有一定的除氢、精炼、净化作用;同时,稀土元素化学活性极强,它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附,阻碍晶粒的生长,结果导致晶粒细化,有变质的作用。稀土铝合金的应用由于稀土独特的物理、化学性质开发出了众多的含稀土的合金材料,不但大量用于军事工业、农业、轻工业、手工业和交通运输业,也广泛用作建筑材料、家庭生活用具和体育用品等。稀土铝合金能大大提高合金的强度、硬度、韧性,还会使表面氧化膜结构发生变化,从而使产品表面光亮、美观,提高产品的耐腐蚀性能。目前我国在民用铝制品工业中已用来制造洗衣机内缸等。以上是稀土铝合金介绍,更多信息请详见上海
有色金属
网。
稀土铝合金
2017-06-02 16:38:42
稀土
铝合金[有色商机
:
铝合金锭]RE containing aluminium alloy指含稀土
金属
的铝合金,主要是指Al-RE系合金。工业Al-RE系合金主要是含有4.4%~5%稀土的铸造铝合金,如Al-RE-Cu-Si-Mn-Ni-Mg合金,含有多种过渡元素,成分、组织复杂。工作温度可达400℃,是广泛使用的热强性最好的铸造铝合金。室温力学性能低,铸造工艺性能良好,可用于砂型、金属型铸造,生产形状复杂的高温下长期工作的零件,如发动机附机壳体、阀门等。 在铝合金中加入微量稀土元素,可以显著改善铝合金的金相组织,细化晶粒,去除铝合金中气体和有害杂质,减少铝合金的裂纹源,从而提高铝合金的强度,改善加工性能,还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性,提高硬度、增加强度和韧性。稀土元素的加入使得稀土铝合金成为一种性能优良、用途广泛的新型材料,目前稀土铝合金的产量已近全国铝产量的1/4。稀土元素非常活泼,极易与气体(如氢)、非金属 (如硫)及金属作用,生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的金属如铅、镁等,在这些金属中的固溶度极低,几乎不能形成固溶体。一般认为,稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用;此外,它与氢等气体和许多非金属有较强的亲和力,能生成熔点高的化合物,故它有一定的除氢、精炼、净化作用;同时,稀土元素化学活性极强,它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附,阻碍晶粒的生长,结果导致晶粒细化,有变质的作用。以下就这3方面的作用详细介绍。1.精炼、净化作用稀土元素的脱氧能力比强脱氧剂Al、Mg、Ti等强,微量稀土就能使〔O〕脱到<lppm(即<10-4%)。稀土的脱硫能力也相当强,可以生成RES或RE2S3,生成物主要取决于稀土与硫的活度或溶解度。稀土元素在金属液中还可以与氧和硫同时发生反应生成RE2O2S型硫化物。稀土元素还能与P、Sn、As等低熔点金属元素化合,生成REP、RESn、REAs等化合物。这些稀土化合物都具有熔点高、比重轻,当它们的熔点高于金属冶炼温度时,能上浮一部分成渣,它们微小的质点则成为铝结晶过程的异质晶核,而留在固态金属内的部分则能降低其危害性。稀土对氢的的吸附力特别大,能大量吸附和溶解氢,稀土与氢的化合物熔点较高,并且弥散分布于铝液中,以化合物形成的氢不会聚集形成气泡,大大降低铝的含氢量和针孔率。2.变质作用变质处理是指在金属及合金中加入少量或微量的变质剂,用以改变合金的结晶条件,使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。稀土元素的原子半径为0.174 ~0.204mm,大于铝原子半径(0.143mm)。稀土元素比较活泼,它熔于铝液中,极易填补合金相的表面缺陷,从而降低新旧两相界面上的表面张力,使得晶核生长的速度增大,同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜,阻止生成的晶粒长大,使合金的组织细化。此外,铝与稀土形成的化合物在金属液结晶时作为外来的结晶晶核,因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。研究表明:稀土对铝合金具有良好的变质效果。例如,合金化的7005铝合金铸锭本身就呈十分细小的组织。同时值得一提的是,稀土的变质作用具有长效及重熔稳定性的特点,比用钠(Na)、锶(Sr)等变质剂具有明显优点。稀土的变质作用只受共晶硅变化的影响。?3.合金化作用? 稀土在铝合金中的强化作用主要有细晶强化、有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化等。当稀土加入量不同时,稀土在铝合金中主要以三种形式存在:固熔在基体α(Al)中;偏聚在相界、晶界和枝晶界;固熔在化合物中或以化合物形式存在。当稀土含量较低时(低于0.1%),稀土主要以前两种形式分布。第一种形式起到了有限固溶强化的作用,第二种形式增加了变形阻力,促进位错增殖,使强度提高。加入稀土后合金的铸态组织中合金晶粒明显减少,二次枝晶间距有可能细化,稀土与Al、Mg、Si等元素形成的金属间化合物呈球状和短棒状分布在晶界或界内,组织中有大量位错分布。当稀土含量大于0.3%?,后一种存在形式开始占主导地位。这时,稀土与合金中的其他元素开始形成许多含稀土元素的新相,同时使第二相的形状、尺寸发生变化,可能使得第二相从长条状等形状转变成短棒状粒子出现,粒子的尺寸也变得比较细小,且呈弥散分布。大部分含稀土元素的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征,这种变化在一定程度上都强化了铝合金。?铝合金加入稀土元素后性能的变化随着稀土元素加入量的增加,铝合金的强度、塑性均有所提高。这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变,有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加,抗拉强度、硬度提高,而延伸率略有下降。由此可见,伴随稀土的加入,合金的机械性能大有改善。稀土元素的加入也可以改善铝合金的铸造性能。这是因为铁是铝合金中非常有害的杂质,万分之几的Fe就能形成Al+FeAl3的
稀土铝合金
2017-06-06 17:50:12
稀土铝合金在合金材料技术领域。提出的整体弥散铜制备用稀土铜铝合金材料主要包含有Cu、Al和稀土添加剂RE;其中各成分的含量是:Al,0.10wt%~1.00wt%;RE,0.05wt%~0.50wt%,余量为Cu;所述稀土添加剂RE是指Y或Ce或混合稀土元素(Ce+Y);所述混合稀土元素(Ce+Y)采用纯稀土称重进行混合,其配比为:wt%Ce∶wt%Y=1∶1;稀土铜合金材料的制备工艺包括合金的熔炼、合金的热加工、合金的固溶、固溶后冷加工变形;其中,合金的固溶处理温度为900~950℃,保温2~4h后水淬;(850~950)℃×4h~8h进行热挤压或热轧加工。本发明制备的弥散铜具有高强度、高导电性、高抗软化温度的特点,其制备方法具有内氧化时间短、成本低、效率高的优点。稀土铜合金材料是采用多种优质原材料经一系列复杂而严格的生产工艺加工而成,其各项性能指标完全符合甚至超过了ISO-5182标准,更大大优于日本的NBC铜合金材料,在同
行业
中处于领先地位。这种高性能稀土铜合金材料不仅具有高硬度、高强度、高耐磨性,还具有极佳的导电、导热性能及抗高温软化性能,同时还具有冲击时不产火花等一系列优点。广泛应用于:焊接、塑胶、机电、压铸、等
行业
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稀土铝合金
2017-06-06 17:50:11
稀土铝合金 RE containing aluminium alloy 泛指含稀土
金属
的铝合金,主要指Al-RE系合金。工业Al-RE系合金主要是含有4.4%~5%稀土的铸造铝合金,如Al-RE-Cu-Si-Mn-Ni-Mg合金,含有多种过渡元素,成分、组织复杂。工作温度可达400℃,是广泛使用的热强性最好的铸造铝合金。室温力学性能低,铸造工艺性能良好,可用于砂型、
金属
型铸造,生产形状复杂的高温下长期工作的零件,如发动机附机壳体、阀门等。1.精炼、净化作用稀土元素的脱氧能力比强脱氧剂Al、Mg、Ti等强,微量稀土就能使〔O〕脱到<lppm(即<10-4%)。稀土的脱硫能力也相当强,可以生成RES或RE2S3,生成物主要取决于稀土与硫的活度或溶解度。稀土元素在
金属
液中还可以与氧和硫同时发生反应生成RE2O2S型硫化物。稀土元素还能与P、Sn、As等低熔点
金属
元素化合,生成REP、RESn、REAs等化合物。这些稀土化合物都具有熔点高、比重轻,当它们的熔点高于
金属
冶炼温度时,能上浮一部分成渣,它们微小的质点则成为铝结晶过程的异质晶核,而留在固态
金属
内的部分则能降低其危害性。稀土对氢的的吸附力特别大,能大量吸附和溶解氢,稀土与氢的化合物熔点较高,并且弥散分布于铝液中,以化合物形成的氢不会聚集形成气泡,大大降低铝的含氢量和针孔率。2.变质作用变质处理是指在
金属
及合金中加入少量或微量的变质剂,用以改变合金的结晶条件,使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。稀土元素的原子半径为0.174 ~0.204mm,大于铝原子半径(0.143mm)。稀土元素比较活泼,它熔于铝液中,极易填补合金相的表面缺陷,从而降低新旧两相界面上的表面张力,使得晶核生长的速度增大,同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜,阻止生成的晶粒长大,使合金的组织细化。此外,铝与稀土形成的化合物在
金属
液结晶时作为外来的结晶晶核,因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。研究表明:稀土对铝合金具有良好的变质效果。例如,合金化的7005铝合金铸锭本身就呈十分细小的组织。同时值得一提的是,稀土的变质作用具有长效及重熔稳定性的特点,比用钠(Na)、锶(Sr)等变质剂具有明显优点。稀土的变质作用只受共晶硅变化的影响。3.合金化作用稀土在铝合金中的强化作用主要有细晶强化、有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化等。当稀土加入量不同时,稀土在铝合金中主要以三种形式存在:固熔在基体α(Al)中;偏聚在相界、晶界和枝晶界;固熔在化合物中或以化合物形式存在。当稀土含量较低时(低于0.1%),稀土主要以前两种形式分布。第一种形式起到了有限固溶强化的作用,第二种形式增加了变形阻力,促进位错增殖,使强度提高。加入稀土后合金的铸态组织中合金晶粒明显减少,二次枝晶间距有可能细化,稀土与Al、Mg、Si等元素形成的
金属
间化合物呈球状和短棒状分布在晶界或界内,组织中有大量位错分布。当稀土含量大于0.3%,后一种存在形式开始占主导地位。这时,稀土与合金中的其他元素开始形成许多含稀土元素的新相,同时使第二相的形状、尺寸发生变化,可能使得第二相从长条状等形状转变成短棒状粒子出现,粒子的尺寸也变得比较细小,且呈弥散分布。大部分含稀土元素的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征,这种变化在一定程度上都强化了铝合金。稀土铝合金能大大提高合金的强度、硬度、韧性,还会使表面氧化膜结构发生变化,从而使产品表面光亮、美观,提高产品的耐腐蚀性能。目前我国在民用铝制品工业中已用来制造洗衣机内缸等。
稀土铝合金
2017-06-06 17:50:03
稀土铝合金RE containing aluminium alloy指含稀土
金属
的铝合金,主要是指Al-RE系合金。工业Al-RE系合金主要是含有4.4%~5%稀土的铸造铝合金,如Al-RE-Cu-Si-Mn-Ni-Mg合金,含有多种过渡元素,成分、组织复杂。工作温度可达400℃,是广泛使用的热强性最好的铸造铝合金。室温力学性能低,铸造工艺性能良好,可用于砂型、
金属
型铸造,生产形状复杂的高温下长期工作的零件,如发动机附机壳体、阀门等。 在铝合金中加入微量稀土元素,可以显著改善铝合金的金相组织,细化晶粒,去除铝合金中气体和有害杂质,减少铝合金的裂纹源,从而提高铝合金的强度,改善加工性能,还能改善铝合金的耐热性、可塑性及可锻性,提高硬度、增加强度和韧性。稀土元素的加入使得稀土铝合金成为一种性能优良、用途广泛的新型材料,目前稀土铝合金的
产量
已近全国铝
产量
的1/4。稀土元素非常活泼,极易与气体(如氢)、非
金属(如硫)及
金属
作用,生成相应的稳定化合物。稀土元素的原子半径大于常见的
金属
如铅、镁等,在这些
金属
中的固溶度极低,几乎不能形成固溶体。一般认为,稀土元素加入到铝合金中可起到微合金化的作用;此外,它与氢等气体和许多非
金属
有较强的亲和力,能生成熔点高的化合物,故它有一定的除氢、精炼、净化作用;同时,稀土元素化学活性极强,它可以在长大的晶粒界面上选择性地吸附,阻碍晶粒的生长,结果导致晶粒细化,有变质的作用。以下就这3方面的作用详细介绍。1.精炼、净化作用稀土元素的脱氧能力比强脱氧剂Al、Mg、Ti等强,微量稀土就能使〔O〕脱到<lppm(即<10-4%)。稀土的脱硫能力也相当强,可以生成RES或RE2S3,生成物主要取决于稀土与硫的活度或溶解度。稀土元素在金属
液中还可以与氧和硫同时发生反应生成RE2O2S型硫化物。稀土元素还能与P、Sn、As等低熔点
金属
元素化合,生成REP、RESn、REAs等化合物。这些稀土化合物都具有熔点高、比重轻,当它们的熔点高于金属冶炼温度时,能上浮一部分成渣,它们微小的质点则成为铝结晶过程的异质晶核,而留在固态
金属
内的部分则能降低其危害性。稀土对氢的的吸附力特别大,能大量吸附和溶解氢,稀土与氢的化合物熔点较高,并且弥散分布于铝液中,以化合物形成的氢不会聚集形成气泡,大大降低铝的含氢量和针孔率。2.变质作用变质处理是指在
金属
及合金中加入少量或微量的变质剂,用以改变合金的结晶条件,使其组织和性能得到改善的过程。变质剂又称晶粒细化剂或孕育剂。稀土元素的原子半径为0.174 ~0.204mm,大于铝原子半径(0.143mm)。稀土元素比较活泼,它熔于铝液中,极易填补合金相的表面缺陷,从而降低新旧两相界面上的表面张力,使得晶核生长的速度增大,同时还在晶粒与合金液之间形成表面活性膜,阻止生成的晶粒长大,使合金的组织细化。此外,铝与稀土形成的化合物在
金属
液结晶时作为外来的结晶晶核,因晶核数的大量增加而使合金的组织细化。研究表明:稀土对铝合金具有良好的变质效果。例如,合金化的7005铝合金铸锭本身就呈十分细小的组织。同时值得一提的是,稀土的变质作用具有长效及重熔稳定性的特点,比用钠(Na)、锶(Sr)等变质剂具有明显优点。稀土的变质作用只受共晶硅变化的影响。3.合金化作用 稀土在铝合金中的强化作用主要有细晶强化、有限固溶强化和稀土化合物的第二相强化等。当稀土加入量不同时,稀土在铝合金中主要以三种形式存在:固熔在基体α(Al)中;偏聚在相界、晶界和枝晶界;固熔在化合物中或以化合物形式存在。当稀土含量较低时(低于0.1%),稀土主要以前两种形式分布。第一种形式起到了有限固溶强化的作用,第二种形式增加了变形阻力,促进位错增殖,使强度提高。加入稀土后合金的铸态组织中合金晶粒明显减少,二次枝晶间距有可能细化,稀土与Al、Mg、Si等元素形成的金属间化合物呈球状和短棒状分布在晶界或界内,组织中有大量位错分布。当稀土含量大于0.3%,后一种存在形式开始占主导地位。这时,稀土与合金中的其他元素开始形成许多含稀土元素的新相,同时使第二相的形状、尺寸发生变化,可能使得第二相从长条状等形状转变成短棒状粒子出现,粒子的尺寸也变得比较细小,且呈弥散分布。大部分含稀土元素的第二相都出现了粒子化、球化和细化的特征,这种变化在一定程度上都强化了铝合金。铝合金加入稀土元素后性能的变化随着稀土元素加入量的增加,铝合金的强度、塑性均有所提高。这主要得益于稀土元素对合金组织的改善以及弥散的稀土化合物强烈的沉淀强化效应等。添加稀土元素可以导致合金断裂过程中裂纹萌生位置与扩展途径发生改变,有利于合金的韧化。同时铝合金中随稀土含量的增加,抗拉强度、硬度提高,而延伸率略有下降。由此可见,伴随稀