铝合金材料、导电排及其蠕变剩余寿命的计算方法与流程

技术特征：
1.一种铝合金材料，其特征在于，包括：铝元素、硼元素、锆元素和稀土元素，其中所述硼元素的含量小于或者等于0.025％，所述锆元素的含量小于或者等于0.2％，所述稀土元素的含量小于或者等于0.15％。2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，其中所述硼元素的含量大于或者等于0.015％，所述锆元素的含量大于或者等于0.1％，所述稀土元素的含量大于或等于0.05％。3.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，还包括：硅元素、镁元素、铁元素、铜元素和钛元素；其中，所述硅元素的含量大于或者等于0.5％且小于或者等于0.7％，所述镁元素的含量大于或者等于0.4％且小于或者等于0.5％，所述铁元素的含量大于或者等于0.3％且小于或者等于0.5％，所述铜元素的含量大于或者等于0.08％且小于或者等于0.15％，所述钛元素的含量大于或者等于0.08％且小于或者等于0.12％。4.一种铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括：准备多种制备原料；其中，所述制备原料的比例由权利要求1-3任一项所述的铝合金材料中的元素含量确定；选用保护气体将精炼剂吹入熔炼铝液并搅拌，后静置第一预设时长；把精炼铝液倒入连铸机中轧制出连铸坯，在均热炉中保温第二预设时长后送入热连轧机组中轧制成型，获得所述铝合金材料。5.一种导电排，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的铝合金材料。6.一种连接系统，其特征在于，包括至少两个权利要求5所述的导电排，还包括紧固螺栓、与所述紧固螺栓匹配使用的紧固螺母以及碟簧；所述导电排包括过孔，所述紧固螺栓贯穿至少两个所述导电排的所述过孔，各所述导电排在所述紧固螺栓的螺栓头与所述紧固螺母之间；所述碟簧设置在所述紧固螺栓的螺栓头与最靠近所述螺栓头的所述导电排之间，以及设置在所述紧固螺母与最靠近所述紧固螺母的导电排之间。7.一种导电排蠕变剩余寿命的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：根据蠕变性能试验，构建稳态蠕变速率本构方程；根据碟簧瞬态下压负载与紧固螺栓轴向预紧力确定工况应力；根据所述稳态蠕变速率本构方程、碟簧瞬态下压量、所述工况应力和工况温度确定所述导电排蠕变剩余寿命。8.根据权利要求7所述的导电排蠕变剩余寿命的计算方法，其特征在于，所述根据蠕变性能试验，构建稳态蠕变速率本构方程，包括：在不同预设工况应力和不同预设温度下进行蠕变性能试验，并基于诺顿方程得到不同预设工况应力、不同预设温度下对应的多个稳态蠕变速率；根据多个所述稳态蠕变速率和所述诺顿方程确定所述稳态蠕变速率本构方程。9.根据权利要求8所述的导电排蠕变剩余寿命的计算方法，其特征在于，所述在不同预设工况应力和不同预设温度下进行蠕变性能试验，并基于诺顿方程得到不同预设工况应力、不同预设温度下对应的多个稳态蠕变速率，包括：基于诺顿方程，确定工况温度不变时的第一应力指数；根据所述第一应力指数和所述诺顿方程，确定不同预设应力下对应的稳态蠕变速率；
基于诺顿方程，确定工况应力不变时的第一蠕变激活能；根据所述第一蠕变激活能和所述诺顿方程，确定不同预设温度下对应的稳态蠕变速率；所述根据多个所述稳态蠕变速率确定稳态蠕变速率本构方程，包括：根据各所述稳态蠕变速率确定所述诺顿方程中的应力指数和蠕变激活能，以得到所述稳态蠕变速率本构方程。10.根据权利要求7所述的导电排蠕变剩余寿命的计算方法，其特征在于，所述根据碟簧瞬态下压负载与紧固螺栓轴向预紧力确定所述工况应力，包括：根据碟簧参数、碟簧瞬态下压量、碟簧最大下压量和修正系数计算所述碟簧瞬态下压负载；根据紧固螺栓扭矩、紧固螺栓的螺纹公称直径和拧紧力矩系数计算所述紧固螺栓轴向预紧力；在所述碟簧瞬态下压负载与所述紧固螺栓轴向预紧力相差小于或等于设定值时，将所述碟簧瞬态下压负载与所述紧固螺栓轴向预紧力的均值确定为所述工况应力。11.根据权利要求10所述的导电排蠕变剩余寿命的计算方法，其特征在于，所述根据碟簧瞬态下压负载与紧固螺栓轴向预紧力确定所述工况应力，还包括：在所述碟簧瞬态下压负载与所述紧固螺栓轴向预紧力相差大于设定值时，改变所述紧固螺栓扭矩，并返回所述根据紧固螺栓扭矩、紧固螺栓的螺纹公称直径和拧紧力矩系数计算紧固螺栓轴向预紧力的步骤。

技术总结
本发明实施例公开了一种铝合金材料、导电排及其蠕变剩余寿命的计算方法。铝合金材料包括：铝元素、硼元素、锆元素和稀土元素，其中硼元素的含量小于或者等于0.025％，锆元素的含量小于或者等于0.2％，稀土元素的含量小于或者等于0.15％。本发明实施例通过设置硼元素含量实现了晶粒细化，提高了铝合金力学性能和导电率；通过设置锆元素含量提高了铝合金的抗应力腐蚀等性能；通过设置稀土元素含量提高了铝合金的高温蠕变性能，并降低了铝合金中的氧化夹杂等。由此可见，本发明实施例能够增强导电排用铝合金的导电及抗蠕变性能，有利于缓解甚至是解决现有铝合金导电排长期使用后由材料蠕变引发的循环连锁式的连接区域失效问题。蠕变引发的循环连锁式的连接区域失效问题。蠕变引发的循环连锁式的连接区域失效问题。


技术研发人员：郭晨辉 时晓蕾 张亚飞 王峰
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/5/5