Файл: Ейльман, Л. С. Проводниковые материалы в электротехнике.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
алюминия или другого металла, обладающего большим сродством к кислороду, чем медь.
Если добавлен алюминий, то он легко окисляется проникшим в глубь металла кислородом до образования
нгс/ммг
40
<3в
30
—-------
го
кгс/м м г
25
2,6
р
у»'*''
2,2
|
|
|
|
|
К 8 |
/ у / |
|
|
|
__1 |
|
|
||
О |
- |
г,О |
||
1,0 |
||||
|
Содержание окисла, |
% |
||
|
по объему |
|
|
а)
кгс!ммг
30
го
кг 6(мм 2
20
мком■см
р
1,9
V
о |
1,0 |
-v г,о |
Содержание окисла, % по объему
б )
Рис. 19. Зависимость свойств в-нутриокисленного сплава от содержа ния элемента, переводимого в окисел.
а — для |
хрома; |
б — для алюминия; -------- |
внутри окисленное состояние; |
— ---------- |
состояние |
до внутреннего окисления. |
|
А120 3; э т о соединение и упрочняет медь. Получение про
волоки из меди, легированной АЬОз другим способом, технологически более сложно. На рис. 19 показано изме нение свойств таких сплавов в зависимости от количест ва легирующего элемента. Следует отметить жаропроч-
48
кгс/ммё
ность сплавов (рис. 20). Их недостаток заключается в том, что при высоких темпе ратурах в местах включения окислов развивается пори стость. Однако это явление наблюдается и в чистых ме таллах.
Рис. 20. Температурная зависи мость прочности при растяжении для проволоки из внутриокисленного сплава.
6. АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ ПОВЫШЕННОЙ
ПРОЧНОСТИ
Проводимость отожженного алюминия марки А99 составляет приблизительно 65,1% проводимости ме ди по объему, но благодаря малой плотности алюминий имеет на единицу массы проводимость вдвое большую, чем медь. Это соотношение и значительно меньшая стои мость алюминия обусловливают широкое использование его в электротехнике.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 12 |
|
|
Химический состав технического алюминия |
|
||||
|
Содержа- |
|
Содержание примесей, |
% (не более) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка |
ние алюми |
|
|
|
|
|
ния, % (не |
Fe |
Si |
Zn |
Си |
Всего |
|
|
менее) |
|||||
А995 |
99,995 |
0,0015 |
0,0015 |
0,001 |
0,001 |
0,005 |
А99 |
99,99 |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
0,01 |
А97 |
99,97 |
0,015 |
0,015 |
0,004 |
0,005 |
0,03 |
А95 |
99,95 |
0,03 |
0,03 |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
А85 |
99,85 |
0,08 |
0,06 |
0 , 0 2 |
0,01 |
0,15 |
А8 |
99,8 |
0,1 2 |
0 , 1 0 |
0,04 |
0,01 |
0 , 2 0 |
АЕ |
99,5 |
0,35 |
0 ,1 2 |
0,05 |
0 ,0 2 |
0,5 |
А |
99,0 |
0,8 |
0,5 |
0,08 |
0,03 |
1 ,0 |
В зависимости от содержания химических примесей алюминий подразделяется на различные марки (табл. 12). По механическим свойствам различают марки АТ (алю миний твердый) и AM (алюминий мягкий). В табл. 13 приведены физические характеристики особо чистого
4—652 |
49 |
алюминия (99,996% Al) и обычного проводникового Ме талла (99,5% А1). В табл. 14 даны механические харак теристики алюминия.
Недостатками алюминия являются сравнительно низ кая механическая прочность и высокий коэффициент трения о металл, что затрудняет скрутку жил из прово локи малых сечений. Отожженный алюминий в 3 раза менее прочен на разрыв, чем медь. Поэтому для некото рых линий электропередачи его применяют в упрочнен-
Т а б л и ц а 13
Физические свойства алюминия
Характеристика и единица |
AB0000 |
А1 |
||
|
измерения |
|||
Плотность1, г/см3 |
|
2,6980 |
2,703 |
|
Удельное |
сопротивление1, |
2,6548 |
2,828 |
|
ом-см Ю '6 |
|
0,00429 |
|
|
Температурный коэффициент со |
0,00403 |
|||
противления1, ° с ~ * |
660,2 |
|
||
Температура плавления, °С |
657 |
|||
Температура кипения, °С |
— |
2300—2500 |
||
Средняя |
теплоемкость |
— |
0,2259 |
|
(0—100 °С), к а л/(г-°С) |
|
|
||
Скрытая |
теплота |
плавления, |
— |
93 |
кал/г |
|
|
23,86- Ю-e (Д0 |
23-10-6 |
ТКЛР при 20°С, (0С->) |
||||
|
|
|
100 °С), |
|
|
|
|
27,68 10-6 |
|
|
|
|
(до 500 °С) |
|
Модуль упругости, |
кгс/мм2 |
|
6000—7000 (20 °С) |
|
|
5500 (200 вС) |
|||
|
|
|
|
* При 20 °С.
ном состоянии, полученном холодной обработкой давле нием. Но и этой повышенной прочности, достигающей 20—25 кгс/мм2, недостаточно для нагрузок, которые испы тывают провода линий электропередачи от ветра, голо леда, непрерывной вибрации, вызывающей в материале переменные напряжения сложного характера. Для таких линий применяются скрученные жилы со стальным цен тральным проводом (сталеалюминиевые).
Предел усталости алюминия ниже предела текучести на растяжение; при 150°С он резко снижается, что свя зано с внезапным появлением тонкой микроструктуры.
50
Исследования проводов из алюминия, сплава алюми ния— алдрея и меди показали, что они имеют одинако вый характер изломов, типичный для изломов от уста лости. Внешние проволоки в жиле более подвержены действию атмосферных факторов, поэтому имеют мень ший предел вибрационной усталости, чем внутренние. Излом от вибрации происходит в месте наибольшего из гиба проволоки, т. е. на выходе из зажима.
Т а б л и ц а 14
Механические свойства алюминия
Характеристика и единица |
АВОООО |
|
А1 |
|
измерения |
Мягкий |
Твердый |
Мягкий |
Твердый |
|
Предел прочности при растя- |
4,83 |
11,5 |
8,0 |
15—23 |
||
жении, к г с / м м 2 |
|
1,24 |
10,85 |
5 - 8 |
|
|
Предел текучести, к г с / м м 2 |
12— 22 |
|||||
Удлинение, |
% |
|
48,8 |
5,5 |
25 |
2—8 |
Предел упругости, к г с / м м 2 |
— |
—* |
2,5—4 |
12—14 |
||
Предел ползучести, к г с / м м 2: |
|
|
5 |
|
||
при 15 °С |
|
— |
— |
— |
||
при 100 °С |
|
— |
— |
2,7 |
— |
|
при 200 °С |
Бринеллю, |
— |
— |
0,7 |
— |
|
Твердость |
по |
17 |
27 |
15—25 |
40—55 |
|
к г с / м м 2 |
|
|
|
|
34(литой) |
|
Ударная вязкость, к г с / с м 2 |
— |
_ |
10 |
|||
Сопротивление |
срезу, |
— |
— |
6 |
||
к г с / с м 2 |
|
|
|
|
|
7,4 |
Предел усталости при пере |
|
|
|
|||
менных изгибающих напря |
|
|
|
(катанка) |
||
жениях при 20 ®С, к г с / м м 2 |
|
|
|
6 ,2 |
||
|
|
|
|
|
|
(тянутый) |
Механические свойства алюминия зависят от степени его деформации после отжига. Резкое увеличение преде лов прочности и текучести и соответственное уменьше ние удлинения при холодной деформации происходят приблизительно до суммарной деформации, равной при мерно 40%; затем рост прочности замедляется. При хо лодной деформации предел текучести составляет 80— 85% предела прочности на разрыв.
Ползучесть алюминия, так же как и ползучесть меди, начинается при напряжениях, больших предела упруго сти материала, но меньших предела текучести, опреде ляемого при остаточной деформации, равной примерно 0,2%. Однако для чистых отожженных алюминиевых об разцов ползучесть наблюдается и при напряжениях,
4* |
51 |