新型電氣化鐵路用接觸線的制備及性能研究.pdf

1、提高電氣化鐵路用接觸網(wǎng)導(dǎo)線的強度、耐磨性、導(dǎo)電性及熱穩(wěn)定性一直是接觸網(wǎng)導(dǎo)線材料研究中的一個核心問題，特別是隨著我國電氣化鐵路向高速、重載的發(fā)展，對接觸線的各項性能提出了更高的要求，原有的接觸線遠不能滿足當(dāng)今的使用要求，因而我國高速電氣化鐵路用接觸線如何開發(fā)、選型和國產(chǎn)化，已經(jīng)引起了使用、設(shè)計、研究和生產(chǎn)單位的密切關(guān)注。本文試圖通過系列實驗，制備抗拉強度≥530MPa、導(dǎo)電率≥78％IACS，具有國際先進水平的新型高強度銅合金接觸線，以滿

2、足我國高速鐵路(時速350公里)的建設(shè)要求。 論文的主要研究工作及結(jié)果如下： (1)Cu-Cr-Zr合金的制備及性能研究： 選用三種成分的Cu-Cr-Zr合金(Cu-0.26wt％Cr-0.15wt％Zr，Cu-0.13wt％Cr-0.41wt％Zr，Cu-0.34wt％Cr-0.51 wt％Zr)，采用三種加工工藝(固溶處理+冷變形+時效，冷變形+固溶處理+時效，固溶處理+時效+冷變形)，分別在等時(1h)不同

3、溫度(室溫、200℃、400℃、450℃、480℃、600℃及800℃)下時效及等溫(480℃)不同時間(0h、0.5h、1h、2h、4h、8h、16h及24h)下時效，通過性能實驗檢測其力學(xué)性能及導(dǎo)電性。最終探索出不同的合金成份、不同的加工工藝及熱處理工藝對其微觀組織及性能影響規(guī)律，確定最佳成份及最佳工藝。實驗結(jié)果表明，Cu-0.34wt％Cr-0.51wt％Zr合金經(jīng)固溶處理+冷變形+480℃/1h時效，其抗拉強度及導(dǎo)電率分別為59

4、9MPa和82％IACS，性能指標達國際先進水平。 (2)Cu-Cr-Zr合金的時效過程分析： 通過帶有能譜分析的透射電鏡及掃描電鏡觀察，分析了固溶處理、冷變形及時效狀態(tài)下合金的組織結(jié)構(gòu)及強化相，詳細地研究時效初期、中期和后期各個階段的相變規(guī)律，從而揭示了時效溫度、時效時間與合金力學(xué)性能及導(dǎo)電性之間變化關(guān)系的內(nèi)在原因，討論了加工工藝及合金成份對時效過程的影響； (3)Cu-Cr-Zr合金的強化機制研究：

5、各種強化機制(固溶強化、冷加工硬化及析出強化)探討，各種強化機制對合金力學(xué)性能的影響規(guī)律，通過數(shù)學(xué)模型的建立量化地給出其對強度的具體貢獻； (4)Cu-Cr-Zr合金的導(dǎo)電機理研究： 分析了影響合金導(dǎo)電性的因素。結(jié)合實驗結(jié)果，探討了固溶處理、冷變形及時效析出對合金導(dǎo)電性能的影響規(guī)律，并通過時效過程中基體晶格常數(shù)的變化加以印證。 (5)Cu-Cr-Zr合金接觸線的制備方法研究： 開發(fā)了上引激冷鑄造裝置，解