Badania nad nową generacją funkcjonalnych stopów aluminium dla energetyki

• Autorzy: Smyrak B. , Knych T. , Mamala A. , Uliasz P. , Jabłoński M. , Osuch P. , Piwowarska M. , Nowak A.

Warianty tytułu

EN

A study of a new generation of multi-functional aluminium alloys for the power industry

• Konferencja: "Aluminium 2010" : XII międzynarodowa konferencja : Niepołomice, 21-23.04.2010
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tematyka artykułu dotyczy najnowszych zagadnień elektroenergetyki napowietrznej, związanej z opracowaniem nowych materiałów przewodzących posiadających niekonwencjonalne walory technologiczne i użytkowe. Stan obecny opiera się z jednej strony na tradycyjnych przewodach stalowo-aluminiowych, cechujących się szeregiem mankamentów, w drugiej zaś na nowoczesnych rozwiązaniach konstrukcyjnych wykorzystujących samonośne, wysokoprzewodzące oraz odporne cieplnie i reologicznie stopy aluminium. Między tymi rozwiązaniami istnieje pewna luka, w której przewody oparte na czystym aluminium są już niewystarczające, natomiast przewody z utwardzalnych wydzieleniowo stopów aluminium, chociaż pozwalają na uzyskanie znakomitych własności, to z uwagi na skomplikowane technologie wytwarzania są nieopłacalne ekonomicznie. Z powyższych powodów potrzebne są lekkie i odpowiednio wytrzymałe materiały dedykowane na osnowie aluminium, umożliwiające uproszczenie technologii ich przetwarzania na przewody. Preferowane są w tym obszarze nieutwardzalne wydzieleniowo stopy aluminium, wykorzystujące takie dodatki stopowe, jak: Fe, Si, Cu, Mg, Ti, B oraz pierwiastki ziem rzadkich. Odpowiednia kompozycja wymienionych pierwiastków oraz technologia uzyskiwania stopu i wyrobu (odlewanie, walcowanie i ciągnienie) stwarza potencjalne możliwości uzyskania drutów i przewodów o pożądanym przez elektroenergetykę zespole własności użytkowych. W ramach artykułu przeprowadzono wnikliwą analizę wpływu różnych pierwiastków na kształtowaniem się zespołu własności elektryczno-mechanicznych stopów aluminium.

EN

The paper discusses the most current issues of overhead power transmission relative to development of new conductive materials with unconventional technological and operational qualities. The present condition is based on the one hand on the traditional steel-aluminium conductors with their numerous weaknesses, and on the other hand on state of the art design solutions employing self-supporting, highly-conductive, and thermally and rheologically resistant aluminium alloys. There is a gap in between, where pure aluminium-based conductors are not sufficient anymore and conductors made of precipitation hardened aluminium alloys, which even if enabling to achieve perfect qualities, are not cost-effective enough because of their complex manufacturing technologies. For these reasons light and sufficiently strong materials are needed, dedicated on the basis of aluminium, and enabling simplified technologies of their processing into conductors. Here nonprecipitation hardened aluminium alloys are preferred, with such alloy additives as Fe, Si, Cu, Mg, Ti, B, and rare earth metals. Appropriate structure of these elements, as well as alloying and manufacturing (casting, rolling, and drawing) technology, potentially open special options of production of wires and conductors with an utility specification demanded by the power industry. The paper thoroughly analyses the impact of various elements on development of aluminium alloys' electrical and mechanical properties.

Słowa kluczowe

PL

przewody stopowe; przewody napowietrzne; elektroenergetyka

EN

aluminum alloys; overhead conductors; power lines; AlFe; AlFeMg; AlFeCu

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 55, nr 7
• Strony: 441--447
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Smyrak B.

autor

Knych T.

autor

Mamala A.

autor

Uliasz P.

autor

Jabłoński M.

autor

Osuch P.

autor

Piwowarska M.

autor

Nowak A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

Bibliografia

• 1. Knych T.: Elektroenergetyczne Przewody napowietrzne. Teoria - Materiały - Aplikacje, Wydaw. AGH, IV.2010.
• 2. Aluminium Handbook: Fundamentals and materials. Aluminium-Verlag 1999, t. 1.
• 3. Totten G. E., MacKenzie D. S.: Physical Metallurgy and Processes. Handbook of Aluminium, 2003, t. 1, s. 169-179.
• 4. Kutner F., Lang G.: Effect of addition elements and heat treatment on the electrical resistivity of aluminium. Aluminium, 1976, t. 52, nr 5, s. 341-346, 1976.
• 5. PN-EN 1715-2:2008 (U): Aluminium i stopy aluminium. Materiał wyjściowy do ciągnienia. Cz. 2: Specyficzne wymagania do zastosowań elektrycznych.
• 6. ASTM B524/B524M–99 (2005): Standard Specification for Concentric-Lay-Stranded Aluminum Conductors, Aluminum-Alloy Reinforced. ACAR, 1350/6201.