倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了涉及因瓦合金技术领域，具体涉及倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及因瓦合金
，具体涉及倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着电力需求的强劲增长，传统输电线路已难以满足电力传输的要求
。
新型架空传输导线
‑
倍容架空输电线，可直接利用现有线路走廊，无需更换铁塔以及其他设施，且其传输电流容量是普通钢芯铝导线的两倍以上，已成为长距离架空输电线的首选导线
。
长期在高压或超高压下工作的长距离架空输电线，导线之间必须保持安全距离
。
为了保证倍容架空输电线的安全可靠性，其芯材采用低膨胀因瓦合金制成，以保证在一定温度范围内输电线尺寸只发生极小变化，低膨胀因瓦合金线的线膨胀系数仅为钢芯铝绞线的四分之一到五分之一，从而实现架空输电线的低弛度
。
为了实现低弛度倍容架空输电线的大跨度和低的高温弧垂性，要求因瓦合金线必须兼具低热膨胀系数和高强度
。
[0003]传统因瓦合金具有低膨胀系数特性，但其组织为面心立方的奥氏体组织，很难获得高强度
。
公开号为
CN114807765A
的专利公开了一种高强度低膨胀系数的因瓦合金，按重量百分比包含以下组分：
C
：
0.20
～
0.25
％；
Si
：
≤0.5
％；
Mn
：
≤0.5
％；
P
：
≤0.02
％；
S
：
≤0.02
％；
V
：
0.90
～
1.00
％；
Cu
：
0.25
～
0.35
％；
Ni
：
35.5
～
37.5
％；余量为
Fe
和不可避免的杂质
。
通过设计合适的成分和制备步骤，使得合金抗拉强度能提升到
1300MPa
以上，而热膨胀系数小于
1.5
×
10
‑6/℃
，在高压输电线领域具有广泛的应用前景
。
[0004]但本申请人在研究过程中发现上述高强度低膨胀系数的因瓦合金中的
P
是有害元素，会增加因瓦合金的冷脆性，降低因瓦合金塑性
、
冷弯性能，且
S
一般也是有害元素，会产生热脆性，降低因瓦合金的延展性
、
韧性，从而使因瓦合金线的变形能力差
、
韧性低，降低了因瓦合金线的扭转次数
。

技术实现思路

[0005]为了提高因瓦合金线的扭转次数，本申请提供倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材及其制备方法，不仅具有高强度还具有低热膨胀率
。
[0006]第一方面，本申请提供一种倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，采用如下技术方案实现：一种倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，由如下重量百分比的原料组分组成：
C0.1
～
0.25
％
、Si≤0.6
％
、Mn≤0.6
％
、V 0.8
～
1.1
％
、Cu 0.2
～
0.4
％
、Ni 34
～
38
％
、Al 0.1
～
0.15
％
、Nb 0.02
～
0.03
％
、
稀土元素
0.01
‑
0.02
％和余量铁；所述稀土元素选自
Sc、Sm
或
Nd
中的一种或多种
。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材的组成中不含
P、S
，有效避免了
P、S
对因瓦合金线材料的影响，不会使瓦合金线的变形能力差
、
韧性低，从而本申请提高了因瓦合金线的扭转次数
。
[0008]本申请
Al
的加入可细化因瓦合金线的晶粒，提高因瓦合金线的冲击韧性，有利于提高因瓦合金线的塑性行为和变形能力，从而大幅提高因瓦合金线的扭转次数
。
[0009]本申请
Nb
的加入可以提高提高因瓦合金线的扭转次数和抗拉强度，这是由于
Nb
能形成坚硬的碳化物，不仅可以提高因瓦合金线的强度
、
韧性，还能降低因瓦合金线脆性
、
转变温度，使因瓦合金线具有优异的成型性能
。
[0010]本申请稀土元素
Sc、Sm
或
Nd
中的一种或多种的加入可以改善因瓦合金线的韧性，从而提高因瓦合金线的扭转次数
。
[0011]本申请
V
的加入主要是参与形成碳化物产生析出强化，且在热轧期间钉扎晶界从而细化晶粒，产生细晶强化作用
。
[0012]本申请
Cu
的加入主要有以下作用：
(1)
代替较昂贵的金属
Mo
在合金中起固溶强化作用；
(2)
在后续拉拔过程中析出富铜相产生析出强化作用；
(3)
提高因瓦合金的居里温度，扩大产品使用温度区间，从而降低因瓦合金的热膨胀系数
。
[0013]优选的，所述
V/C
的重量比为
2.6
～
5。
[0014]通过采用上述技术方案，
V
含量过低强化效果不明显，过高则明显增加合金成本；
C
的加入主要是参与形成碳化物，从而强化基体，
C
含量过低强化效果不明显，
C
含量过高将导致基体出现过高的热膨胀系数
。
[0015]优选的，所述
V/Cu
的重量比为
2.5
～
5。
[0016]通过采用上述技术方案，
Cu
含量较高会减少强化效果，
Cu
含量较低改善作用弱；
V
含量过低强化效果不明显，过高则明显增加合金成本
。
本申请
C、V、Cu
配比合理，无
V、Cu
富集等宏观
、
微观缺陷，夹杂物少
、
并且组织成分均匀，不仅具有高强度，还具有低热膨胀率，在倍容量输电导线领域具有广泛的应用前景
。
[0017]优选的，所述稀土元素由
Sc、Sm
和
Nd本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，其特征在于，由如下重量百分比的原料组分组成：
C 0.1~0.25%、Si≤0.6%、Mn≤0.6%、V 0.8~1.1%、Cu 0.2~0.4%、Ni 34~38%、Al 0.1~0.15%、Nb 0.02~0.03%、
稀土元素
0.01
‑
0.02%
和余量铁；所述稀土元素选自
Sc、Sm
或
Nd
中的一种或多种
。2.
根据权利要求1所述的倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，其特征在于，所述
V/C
的重量比为
2.6~5。3.
根据权利要求1所述的倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，其特征在于，所述
V/Cu
的重量比为
2.5~5。4.
根据权利要求1所述的倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，其特征在于，所述稀土元素由
Sc、Sm
和
Nd
按重量比
1:
（
0.6
‑
0.8
）
:
（1‑
1.4
）混合而成
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，其特征在于，由如下重量百分比的原料组分组成：
C 0.2~0.25%、Si 0.15~0.169%、Mn 0.303~0.323%、V 0.9~1%、Cu 0.2~0.35%、Ni 35.5~37.5%、Al 0.12
‑
0.13%、Nb 0.02~0.025%、
稀土元素
0.015
‑
0.02%
和余量铁
。6.
根据权利要求5所述的倍容导线用高强度低热膨胀因瓦合金丝材，其特征在于，由如下重量百分比的原料组分组成：
C 0.22%、Si 0.169%、Mn 0.313%、V 0.968%、Cu 0.3%、Ni 36.5%、Al 0.13%、Nb 0.02%、
稀土元素
0.02%
和余量铁
。7.

【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓东，陈玉辉，高子航，鲍丙辉，高柏清，谭佃龙，蔡磊，吴雨峰，奚大瑛，
申请(专利权)人：无锡市蓝格林金属材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：