电网是经济社会发展的“命脉”,架空输电线路是电网实现长距离电力输送的重要基础设施,架空导线是架空输电线路输送电力的重要载体,铝线是架空导线的重要组成单元。架空导线通常处于外加载荷的服役状态,如果负载大于架空线的抗拉强度,可能会导致其失效,造成巨大的经济损失。因此,拥有较高的强度保证了输电线路使用的安全性和可靠性。此外,在输电过程中,架空导线线上损失会造成电能的消耗,而高的导电率可以降低输电过程中的线损,从而减少火电厂的用煤量,实现节能减排。为了在远距离输电过程中减少电能的损失,架空导线的导体材料一般选用导电率较高的金属。综合考虑材料的性能和经济效益,目前世界上应用最广泛的钢芯铝绞线、全铝合金绞线及铝合金芯铝绞线都是以铝或铝合金作为架空导线的导体材料。改善铝线强度和导电率性能是架空输电领域重要的科学问题和工业难题。晶粒是架空输电用铝线的重要微观组织结构,晶粒的演化与铝线的强度和导电率密切相关。晶粒的细化会起到细晶强化的作用,但会增加铝线内部的晶界密度,对电子的散射增强,从而损害铝线的导电率。因而,通常难以通过调控晶粒尺寸改善强度和导电率的制约关系。前人的定性研究结果表明,同时调控晶粒的形状和尺寸,引入轴向与电子运动方向平行的细长晶粒可以改善强度和导电率制约关系。定量建立晶粒与强度和导电率之间的关系对高强高导铝线的微观组织结构设计具有重要的指导意义。在本研究中,对垂直晶界和平行晶界的电阻进行了定量计算。此外,定义了平行晶界电阻系数,它表示平行晶界与垂直晶界电阻率的比值。对于本文中的工业纯铝线,平行晶界电阻系数在0.38～0.92之间,说明平行晶界的电阻率小于垂直晶界的电阻率。另外,平行晶界电阻系数随晶粒长径比的增大而减小。本文选取了不同变形量的工业纯铝线,通过对比分析,定量揭示了长径比、晶粒体积等晶粒演化对强度-导电率关系的影响,当晶粒体积不变而长径比增加时,可以实现工业纯铝线强度和导电率的同步提高,为通过调整晶粒形态来优化架空铝线的强度-导电率关系提供了方法。在输电过程中,由于架空导线本身的电阻与输电电流相互作用,会产生热效应。因此,研究铝线在不同热处理状态下的组织和性能变化具有重要的工业意义。目前关于退火态铝及铝合金的强度-导电率关系演变的研究较少。为了模拟铝线实际服役时的老化行为,本文以工业纯铝线和Al-Fe合金线为研究对象,对工业纯铝线和Al-Fe合金线在不同温度下进行了退火热处理。实验发现,退火后铝线的强度和导电率呈线性制约关系,通过微观组织观察表明,工业纯铝线和Al-Fe合金线的强度-导电率关系的演变与晶粒宽度和晶界类型转变密切相关。此外,当退火后的Al-Fe合金线与退火后的工业纯铝线屈服强度相同时,工业纯铝线导电率始终较高。退火后Al-Fe合金线强度-导电率线性关系的斜率,相比之下小于工业纯铝线退火后的斜率。通过对比工业纯铝线和Al-Fe合金线退火后强度-导电率关系与微观结构演变规律之间的联系,发现退火后两种铝线强度-导电率关系存在差异主要是由于晶粒长度的差异和析出相的作用,这为制备抗老化架空铝线提供了理论基础。