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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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