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1、分類號:密級：UDC：學(xué)號：415914113023南昌大學(xué)專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)位論文Pr/Ce鋁合金的制備及性能研究StudyonFabricatingandPerformanceofCeriumandPraseodymiumAdditionontheAluminumAlloy張小軍培養(yǎng)單位（院、系）：機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：楊雪春教授指導(dǎo)教師姓名、職稱：閆洪教授專業(yè)學(xué)位種類：工程碩士專業(yè)領(lǐng)域名稱：機(jī)械工程論文答辯日期：2015年月日答辯委員會主席：評閱人:2015年月日一、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明
2、本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宄工作及取得的研宄成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南昌大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研宄所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名（手寫）：紙小?-簽字曰期：年月2曰二、學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解南昌大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電
3、子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)北京萬方數(shù)據(jù)股份有限公司和中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和《中國優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會公眾提供信息服務(wù)，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。學(xué)位論文作者簽名（手寫）：導(dǎo)師簽名（手寫）：簽字曰期：年6月？曰簽字曰期：年$月名曰論文題目Pr/of姓名本學(xué)號終1丨初3論
4、文級別博士□碩士■院/系/所專業(yè)E—mail-備注；^公開□保密（向校學(xué)位辦申請獲批準(zhǔn)為“保密”，_______年_月后公開)摘要摘要隨著人們環(huán)保和節(jié)能意識的增強(qiáng)，鋁合金以其特殊的性質(zhì)深受人們的親睞，但是鋁合金也存在質(zhì)軟、易粘著、摩擦系數(shù)高、耐磨性差等缺點(diǎn)，在一定的程度上限制了其運(yùn)用。當(dāng)Al-Si合金中Si含量超過6%時(shí)，針狀以及粗片狀形態(tài)的Si相嚴(yán)重影響鋁合金性能，因此對Al-Si合金進(jìn)行變質(zhì)處理，能很好的提高鋁合金的力學(xué)性能。復(fù)合變質(zhì)劑的變質(zhì)效果比單一變質(zhì)劑的效果好，且復(fù)合稀土變質(zhì)具有疊加作用。
5、稀土作為變質(zhì)劑的變質(zhì)能力和原子半徑有著直接的關(guān)系，最佳原子半徑比Rie/Rsi=1.646時(shí)，變質(zhì)效果比較好，稀土Pr/Ce與Si的原子半徑比分別為1.573和1.556與最佳原子半徑比比較接近，在理論上可以很好對合金進(jìn)行變質(zhì)。稀土變質(zhì)后的稀土鋁合金材料的性能能夠得到很好的提高，而合金耐磨性的研究和合金的硬度相關(guān)，總體表現(xiàn)出材料的硬度越大其耐磨性越好，因此對鋁合金耐磨性的研究是延長鋁合金工件壽命和擴(kuò)大其運(yùn)用范圍的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。本文采用多套試驗(yàn)分析模型和理論，高能超聲分級制備三元中間合金，并將制備的
6、三元中間合金添加到Al-7Si-Mg鋁合金中配制出不同Pr/Ce添加量的稀土鋁合金：聲流模型仿真了高能超聲在熔體熔煉過程中的攪拌作用，可以很好的控制稀土添加量的準(zhǔn)確性，避免燒損帶來的影響；Darken-Gurry固溶度橢圓模型說明稀土Pr/Ce在鋁中的固溶度極小，只能是偏聚在相界、晶界和枝晶界、固溶在其他化合物中或以穩(wěn)定的金屬間化合物這幾種形式存在；動力學(xué)模型形象生動的模擬了溶質(zhì)在熔體中的擴(kuò)散；而固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論從理論上說明了合金的機(jī)械性能和價(jià)電子的本構(gòu)關(guān)系；故障分析樹模型使用簡單的數(shù)理邏輯分
7、析方式逆向分析拉伸試樣的斷口斷裂發(fā)生途徑、原因、以及發(fā)生的概率，從而解釋斷裂的方式和機(jī)理。對稀土鋁合金的組織性能和斷口形貌進(jìn)行分析：加入適量的Pr/Ce能夠改變硅相的生長方式，從變質(zhì)前的固有臺階生長方式轉(zhuǎn)變?yōu)門PRE生長機(jī)制生長，使得晶粒細(xì)化和力學(xué)性能提高；Pr/Ce的添加改變了斷口的斷裂方式，基體材料的斷口形貌為穿晶型的脆性斷裂，而稀土合金材料都以沿晶的塑性斷裂為主，穿晶斷裂為輔。對Pr/Ce鋁合金耐磨性的研究：Pr/Ce添加量為0.6%時(shí)，試樣的耐磨性達(dá)到I摘要較好狀態(tài)，以穩(wěn)定的磨粒磨損為主；隨
8、著滑移速度的增大，試樣的耐磨性得到較好的提升且穩(wěn)定性也得到一定的優(yōu)化；磨損機(jī)制從低速時(shí)的疲勞磨損、剝層磨損以及一定的熱軟化磨損到中速時(shí)的三體磨損到高速的穩(wěn)定磨損。5設(shè)計(jì)L13(4)四因素-四水平準(zhǔn)正交試驗(yàn)對熱處理工藝進(jìn)行正交尋優(yōu)并探討熱處理工藝對稀土鋁合金組織和性能的影響：固溶溫度過高，合金中出現(xiàn)過燒復(fù)熔共晶球和復(fù)熔三角區(qū)；固溶工藝為510℃×6h時(shí)，共晶硅相不但尺寸細(xì)小，為11.6μm，而且圓整度相當(dāng)高，達(dá)到0.8，球化效果好；綜合分析正交尋優(yōu)最優(yōu)工藝為A3B2C3
