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电力的发展以及智能电网建设的全面推进对架空输电导线的性能提出了更高的要求。我国传统架空导线以钢芯铝绞线为主,其耐热性能较差,使得线路的输电容量受到一定限制。而耐热铝合金导线具有输电容量大、比强度高、导电性能好等优点,从而在长距离、大跨越、超电压输电的要求下具有重要的应用前景。本文采用铸造方法制备了不同Zr含量的Al-0.35Fe-xZr(wt.%)(其中x为0.1、0.2、0.3、0.4)合金铸锭,利用反向挤压制备了 Al-Fe-Zr合金电工圆铝杆,随后采取多道次的冷拔变形,获得不同标称直径的综合性能优良的超耐热Al-Fe-Zr合金导线。分别研究了铸、挤压以及拉拔变形过程中的合金的组织演化与性能变化规律。获得如下研究结果:(1)获得了不同Zr含量对铸态Al-0.35Fe合金的组织与性能的影响规律。Zr元素的加入可以细化铸态Al-0.35Fe合金晶粒。随着Zr含量的增加,铸态Al-0.35Fe合金的晶粒从73 μm逐渐细化至22.74μm,这是因为Zr元素的加入使金属液在凝固时形核率增大,从而使得晶粒得到了细化;Zr元素的添加能改善初生Al3Fe相的形貌。随着Zr含量的增加,晶界处的共晶组织减少,有大量的细小短棒状Al3Fe相形成了团簇,团簇平均直径为1.18μm,其内部短棒状Al3Fe相长度为190nm。Al-0.35Fe合金的抗拉强度随Zr含量的增加而升高,从54.93MPa增加到71.23MPa,而延伸率从36.7%降到27.7%。(2)获得了反向热挤压过程中Al-Fe-Zr合金的组织演变特点与性能变化规律。挤压变形能明显细化Al-Fe-Zr合金晶粒,促进亚稳态Al3Zr粒子析出,Al3Zr粒子形貌为球状,平均尺寸为50nm。随着Zr含量的增加,Al3Zr粒子的体积分数增加,形貌尺寸变化不大。Al3Fe相在变形过程中发生了破碎并沿金属的流动方向呈流线分布,具有明显的方向性。随Zr含量从0.1wt.%增加到0.4wt.%,Al-0.35Fe合金的抗拉强度从128MPa升到了 152MPa,延伸率从33.32%降到了 25.69%。(3)获得了冷拔变形过程中Al-Fe-Zr合金的组织演化与性能变化规律。在冷拔变形过程中,晶粒在拉拔方向上被拉长,形成纤维状拉拔组织,随着变形量的增大,合金导线内部位错密度逐渐增大。受位错强化和第二相强化的影响,其抗拉强度逐渐增大,延伸率降低,导电率有所升高。(4)获得了退火态标称直径为4.3mm的Al-0.35Fe-0.1Zr(wt.%)耐热铝合金导线,导线抗拉强度为184.77MPa,延伸率为16.16%,导电率为60.13%IACS,导线综合性能优于《国际电工委员会架空导线用耐热铝合金线标准》中对AT1和AT3耐热铝导线的要求。