高强高导耐热铝合金研究取得重要进展

人民网昆明2月15日电 （李发兴）记者从昆明理工大学获悉，日前，该校金属凝固成形及装备技术国家地方联合工程研究中心、工程训练实验教学示范中心、云南省轻金属增材制造工程研究中心黎振华团队与北京航空航天大学马朝利、肖文龙团队合作，在高强高导耐热铝合金方面取得重要进展。研究成果以Effects of processing paths on the microstructure, mechanical properties and electrical conductivity of dilute Al-Zr-Sc alloy conductive wires为题，发表在我国材料领域TOP学术期刊Journal of Materials Science and Technology上。

据介绍，高强高导耐热铝合金是架空输电线路电缆用关键基础材料，具有万亿以上的市场规模。随着特高压、远距离、大容量输电和清洁能源利用的发展，对架空导线的导电率、强度、耐热性能等提出了更高要求，但提升材料导电率与提高强度和耐热性之间存在矛盾。Al-Zr-Sc合金强度、导电率和耐热性能突出，具有广阔的应用前景。阐明加工路径对Al-Zr-Sc合金微观组织和性能的影响对克服材料导电率与提高强度和耐热性之间的矛盾、提高合金性能至关重要。该研究系统考察了加工路径对Al-Zr-Sc合金微观组织与性能的影响，获得了各工艺环节对合金组织、强度和导电率影响的定量关系。结果表明，通过快速凝固—热变形—时效—冷拔路径，充分利用细晶强化、Al3(Zr,Sc)相析出强化和位错强化和热变形过程中Sc原子的动态析出，可获得强度、导电率及耐热性良好匹配的Al-Zr-Sc合金导线。

据此，团队在生产企业开展中试，成功制备出导电率61.1%IACS、抗拉强度161MPa、延伸率5.6%、耐热性能280℃/1h强度残存率96%的高强高导耐热铝合金导线数万米，并通过第三方检测，制备出成品电缆。