Badania wpływu starzenia sztucznego na zmianę własności wytrzymałościowych i elektrycznych stopu CuNi2Si przeznaczonego na osprzęt górnej sieci trakcyjnej

• Autorzy: Knych, T. , Kwaśniewski, P. , Mamala, A.

Warianty tytułu

EN

Research about impact age hardering on qualities of strength and electricity CuNi2Si alloy, which are destinated for high parts of railway traction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dotychczas stosowany osprzęt górnej sieci trakcyjnej (uchwyty, złączki, itp.) wykonywany jest z brązu BA1032 lub BK331. Materiały te charakteryzują się wysoką wytrzymałością i dobrą skrawalnością, jednakże niską przewodnością elektryczną. Nowy typ sieci trakcyjnej przeznaczony do obciążalności prądowej 2,5 kA (dotychczas 1,7 kA) wymaga osprzętu o wyższej przewodności elektrycznej. Z uwagi na charakter pracy takiego osprzętu, dodatkowym wymaganiem jest wysoka odporność na relaksację naprężeń w obszarach kontaktu elementów nośno-przewodzących. Luzowanie sił docisku połączeń na skutek relaksacji naprężeń w ich elementach prowadzi do zwiększenia rezystancji przejścia, wzrostu temperatury połączenia i może w dłuższym czasie prowadzić do degradacji własności wytrzymałościowych, a w skutku do awarii sieci. W pracy przedstawiono charakterystykę problemu relaksacji sił docisku materiałów o różnej podatności reologicznej oraz stosu z nich zbudowanego. Przyjęto, że optymalizację właściwości eksploatacyjnych materiału przeznaczonego na osprzęt górnej sieci trakcyjnej, do których zalicza się m.in. wytrzymałość na rozciąganie, twardość, przewodność elektryczną oraz odporność na relaksację naprężeń, można prowadzić na drodze odpowiedniego doboru temperatury i czasu starzenia materiału. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań zmian własności wytrzymałościowych i elektrycznych stopu CuNi2Si przeznaczonego na osprzęt nowej generacji do wysokoobciążalnych mechanicznie i prądowo sieci trakcyjnych.

EN

Today railway traction components are made of used up to now is made of CuAl10Fe3Mn2 (BA1032) or CuSi3Zn3Mn (BK 331). These materials are characterized by high mechanical strength and good machinability but very low electrical conductivity. New types of DC railway tractions are destinated for current capacity up to 2.5 kA (in opposition to traditional tractions with current capacity about 1.7 kA) and requires materials with higher electrical conductivity. Specific exploitation conditions of these elements in railway traction causes in additional requirement like high stress relaxation resistance in contact areas between different mechanical and electrical traction elements. Decrease of contact loads between elements causes increase of electrical resistance and temperature rise in connections and due to mechanical properties degradation and failures in long times of exploitation. Paper presents stress relaxation characteristics and materials with different reological activity and stacks made of them. Admited, that optimalization of material qualities destinated for elements of railway traction, in which belong to: UTS, hardness, electrical conductivity and stress relaxation resistance can be make in right selection of temperature and time of artificial ageing. In this article are presented most important research results concering resilience and electrical qualities CuNi2Si alloy which is destinated for new generation railway tractions.

Słowa kluczowe

PL

osprzęt sieci trakcyjnej; reologia; relaksacja naprężeń; obróbka cieplna CuNi2Si

EN

railway traction elements; rheological process; stress relaxation; heat treatment of CuNi2Si

• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 52, nr 3
• Strony: 140-145
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Knych, T.

autor

Kwaśniewski, P.

autor

Mamala, A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków

Bibliografia

• 1. Zhao D. M., Dong Q. M., Liu P., Kang B. X., Huang J. L., Jin Z. H.: Structure and strength of the hardened Cu-Ni-Si alloy. Materials Chemistry and Physics 2003, t. 79, s. 81÷86.
• 2. Huang F., Ma J., Ning H., Cao Y., Geng Z.: Precipitation in Cu-Ni- -Si-Zn alloy for lead frame., Materials Letters 2003, t. 57, s. 2135÷2139.
• 3. Zhao D. M., Dong Q. M., Liu P., Kang B. X., Huang J. L., Jin Z. H.: Aging behavior of Cu-Ni-Si alloy. Materials Science and Engineering 2003, A361, s. 93÷99.
• 4. Srivastava V. C., Schneider A., Uhlenwinkel V., Ojha S. N., Bauckhage K.: Age-hardening characteristics of Cu-2,4Ni-0,6Si alloy produced by the spray forming process. Journal of Materials Processing Technology 2004, t. 147, s. 174÷180.
• 5. Knych T., Mamala A., Chrustek R., Kowalski P.: Nowoczesny system izolowanych linii średniego napięcia. Problemy reologiczne. Prezentacja zagadnienia. Rudy Metale 2002, t. 47, nr 8, s. 393÷398.
• 6. Davis E. A.: Creep and relaxation of oxygene-free copper. J. Appl. Mech. 10 June 1943.
• 7. Lee H., Zhang P., Bravman J. C.: Stress relaxation in free-standing aluminum beams. Thin Solid Films 2005, t. 476, s. 118÷124.
• 8. Smyrak B., Knych T., Mamala A.: Fenomenologia reologicznej ekwiwalentności parametrów σ, T, τ w procesie niskotemperaturowego pełzania drutów ze stopu AlMgSi. Rudy Metale 2005, t. 50, nr 9, s. 502÷512.
• 9. Finnie I., Heller W. R.: Pełzanie materiałów konstrukcyjnych. WNT, 1962.
• 10. Knych T., Kwaśniewski P., Mamala A.: Badania relaksacji naprężeń stosu metalicznego z gradientem reologicznym. Rudy Metale 2005, t. 50, nr 10-11, s. 595÷602.