Таблица 12-16

Механические свойства проводникового алюминия в зависимости от температуры

КИМ содержанием примесей более прочен, но менее пластичен. Проводниковый алюминий, содержащий 0,5% примесей, имеет в отожженном состоянии предел прочности при растяжении 80-90 МПа, относительное удлинение 25-337о, число Бринел-ля 15-25. После холодной обработки предел прочности повышается до 150- 250 МПа (в зависимости от степени деформации), твердость - до 33-50, а удлинение снижается до 5-14%. Типичная зависимость механических свойств проводникового алюминия, содержащего 0,5 7о примесей, от температуры приведена в табл. 12-16. Значительное снижение механической прочности твердотянутого алюминия начинается при температурах выше 100° С, что является следствием рекристаллизации деформированного металла. Температура рекристаллизации сильнодеформированно-го чистого алюминия лежит вблизи 150° С, однако при длительном нагреве рекристаллизация может наступить и при более низких температурах.

Тепловые и технологические свойства алюминия

Удельная теплопроводность прн 20° С, Вт/(м-°С)........

Удельная теплоемкость при 20° С, Дж/(кг.С)..........

Температура плавления, °С (в зависимости от чистоты металла) 660,2-657

Температурный коэффициент линейного расширения (20-100° С), С-* ............ 24.10Г-

Температура кипения, °С

Температура отжига, °С

Температура литья, °С .

Объемная усадка. % . .

Длительная температура эксплуатации в обмоточных проводах иа воздухе, °С..........

209 922

~2500°С 350-400 700-760 6,5

12-6. АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ

Алюминиевые сплавы сочетают легкость с повышенной по сравнению с алюминием механической прочностью. Элект-

рические, механические и технологические свойства сплавов можно регулировать легирующими добавками. По способу производства изделий алюминиевые сплавы делятся на деформируемые и литейные.

Для изготовления электротехнической проволоки, шин, фольги и других изделий применяются деформируемые алюминиевые сплавы, легированные одновременными добавками кремния и магния. Эти добавки мало снижают проводимость алюминия, но за счет образования соединения Mg2Si упрочняют сплав. При температуре выше 500° С MgaSi находится в алюминии, в твердом растворе. При быстром охлаждении, когда растворимость падает, образуется пересыщенный раствор и избыток MgnSi выпадает из твердого раствора в виде тонкодисперсной структурной составляющей, увеличивающей механическую прочность сплава вследствие процесса дисперсионного твердения. Выпадение избытка Mg2Si может проходить при длительной выдержке сплава при комнатной температуре (низкотемпературное старение). Процесс ускоряется, и эффект его усиливается, если применить высокотемпературное старение - подогрев сплава до 150- 200° С. В результате выхода фазы Mg2Si из твердого раствора проводимость сплава повышается.

К системе алюминий - магний - кремний относится проводниковый сплав ABE, предназначенный для изготовления электротехнической проволоки. Катанка из этого сплава поставляется в соответствии с ТУ 48-5-86-74. Основными компонентами сплава АВЕ являются магний (0,45- 0,65%,), кремний (0,45-0,65%,) и железо (сопутствующий элемент, 0,45-0,70%). Предельное содержание примесей: цинка 0,05 7о, меди 0,05%, прочих 0,1%,. Особо,

Таблица 12-17

Алюминиевые сплавы для заливки роторов асинхронных двигателей по нормали ОАА.641.000-59

Таблица 12-18

Физико-механические свойства алюминиевых сплавов для заливки роторов асинхронных двигателей по нормали OAA.641.000-59

Примечание. Колебания удельной проводимости ±8%.

как И у алюминия, ограничивается суммарное содержание титана, ванадия, марганца и хрома - не более 0,015%- Удельное сопротивление сплава ABE находится в пределах 0,0295-0,033 мкОм-м, предел прочности при растяжении (после термообработки, закалки и старения) 290 МПа, относительное удлинение 5%-

Для изготовления токоведущйх щин применяется проводниковый сплав АД-31 той же системы, содержащий 0,4-0,9% магния и 0,3-0,7% кремния. Шины из этого сплава закаленные, естественного (низкотемпературного) старения менее прочны, чем после искусственного (высокотемпературного) старения. Удельное сопротивление этого сплава в среднем составляет 0,034 мкОм-м (после высокотемпера- турного старения оно несколько ниже, а после низкотемпературного - выше).

Короткозамкнутые роторы асинхронных двигателей общего назначения обыч-

но заливаются алюминием, удельная проводимость которого принимается равной 32 МСм/м с возможными оклонениями в пределах ±8%. Такие значения проводимости получаются при применении алюминия марок А5 или А7, так как в процессе расплавления и заливки роторов происходит загрязнение металла, снижающее его проводимость. Для заливки роторов двигателей с особыми характеристиками (повышенным скольжением, увеличенным пусковым моментом и др.) применяются приведенные в табл. 12-17 литейные алюминиевые сплавы с пониженной удельной проводимостью (от 25 до 12 МСм/м). Физико-механические свойства этих сплавов приведены в табл. 12-18. Температура сплавов при литье под давлением должна быть в пределах 640-700° С, а при центробежном литье 700-760° С. Сплавы марок АК10, АКМц10-2, АКМ12-4 и.АТЩП-12 обладают высокими литейными свойст-

вами. Чистый алюминий и сплавы марок АКЗ, АКМ2-1 и АКМ4-4 имеют ограниченные литейные свойства, рекомендуются для заливки роторов с тонкими стержнями. Сплавы АМг7 и АКМг1-9 имеют невысокие литейные свойства, подвержены окислению при заливке и применяются в специальных случаях.

12-7. СПЛАВЫ ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

К сплавам высокого сопротивления, применяемым для изготовления токоведущих частей электроизмерительных приборов и образцовых резисторов, предъявляется комплекс особых требований. Они должны иметь высокое удельное электрическое сопротивление для уменьшения размеров и массы, малый температурный коэффициент удельного сопротивления, обеспечивающий стабильность электрического сопротивления прибора или эталона при изменении их температуры, достаточную стабильность удельного сопротивления во вре-

мени, малую удельную термо-ЭДС в паре с медью для уменьшения ошибок измерения вследствие возникновения паразитных термо-ЭДС, хорошую технологичность, позволяющую получать тонкую гибкую проволоку и другие полуфабрикаты.

В значительной степени этим требованиям удовлетворяет выпускаемый в соответствии с ГОСТ 492-73 сплав на медной основе - манганин двух марок: МНМцЗ-12 и МНМцАЖЗ-12-0,3-0,3. Химический состав сплавов этих марок приведен в табл. 12-19. Основной легирующей добавкой манганина является марганец (об этом же говорит и само название сплава, так что его следует считать медно-марганцевым сплавом). Вследствие легирования марганцем зависимость электрического сопротивления манганина от температуры имеет вид параболы с максимумом вблизи комнатных температур (32-40° С), благодаря чему удельное сопротивление сплава в интервале температур -100- + 100° С меняется очень мало, особенно после специальной термообработки - стабилизирующего отжига при 400° С в нейтральной среде с медленным охлаждением и последующей длительной выдержкой при комнатной температуре.

Таблица 12-19

Марки и химический состав некоторых медко-никелевых сплавов высокого сонротивления, обрабатываемых давлением (ГОСТ 492-73)

Таблица 12-20

Физические и технологические свойства медио-иикелевых сплавов

Параметр

Манганины МНМцЗ-12 и МНМцАЖЗ-12-0,3-0,3

Константан МНМц40-1,5

Нейзильбер МНЦ15-20

Плотность (20° С), кг-м ~ Температура плавления,

°С

Максимальная рабочая температура, °С

Удельное электрическое сопротивление (20° С), мкОм-м

Температурный коэффициент удельного сопротивления, °С

Температурный коэффициент линейного расширения (20-100° С), °С->

Удельная термо-ЭДС в паре с медью (в диапазоне 0-100° С), мкВГС

Удельная термо-ЭДС в паре с железом (в диапазоне 0-100° С), MKBfC