prce铝合金的制备及性能研究

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1、分类号:密级：UDC：学号：415914113023南昌大学专业学位研究生学位论文Pr/Ce铝合金的制备及性能研究StudyonFabricatingandPerformanceofCeriumandPraseodymiumAdditionontheAluminumAlloy张小军培养单位（院、系）：机电工程学院指导教师姓名、职称：杨雪春教授指导教师姓名、职称：闫洪教授专业学位种类：工程硕士专业领域名称：机械工程论文答辩日期：2015年月日答辩委员会主席：评阅人:2015年月日一、学位论文独创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：紙小?-签字曰期：年月2曰二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电

3、子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：签字曰期：年6月？曰签字曰期：年$月名曰论文题目Pr/of姓名本学号终1丨初3论

4、文级别博士□硕士■院/系/所专业E—mail-备注；^公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，_______年_月后公开)摘要摘要随着人们环保和节能意识的增强，铝合金以其特殊的性质深受人们的亲睐，但是铝合金也存在质软、易粘着、摩擦系数高、耐磨性差等缺点，在一定的程度上限制了其运用。当Al-Si合金中Si含量超过6%时，针状以及粗片状形态的Si相严重影响铝合金性能，因此对Al-Si合金进行变质处理，能很好的提高铝合金的力学性能。复合变质剂的变质效果比单一变质剂的效果好，且复合稀土变质具有叠加作用。

5、稀土作为变质剂的变质能力和原子半径有着直接的关系，最佳原子半径比Rie/Rsi=1.646时，变质效果比较好，稀土Pr/Ce与Si的原子半径比分别为1.573和1.556与最佳原子半径比比较接近，在理论上可以很好对合金进行变质。稀土变质后的稀土铝合金材料的性能能够得到很好的提高，而合金耐磨性的研究和合金的硬度相关，总体表现出材料的硬度越大其耐磨性越好，因此对铝合金耐磨性的研究是延长铝合金工件寿命和扩大其运用范围的一项基础性工作。本文采用多套试验分析模型和理论，高能超声分级制备三元中间合金，并将制备的

6、三元中间合金添加到Al-7Si-Mg铝合金中配制出不同Pr/Ce添加量的稀土铝合金：声流模型仿真了高能超声在熔体熔炼过程中的搅拌作用，可以很好的控制稀土添加量的准确性，避免烧损带来的影响；Darken-Gurry固溶度椭圆模型说明稀土Pr/Ce在铝中的固溶度极小，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稳定的金属间化合物这几种形式存在；动力学模型形象生动的模拟了溶质在熔体中的扩散；而固体与分子经验电子理论从理论上说明了合金的机械性能和价电子的本构关系；故障分析树模型使用简单的数理逻辑分

7、析方式逆向分析拉伸试样的断口断裂发生途径、原因、以及发生的概率，从而解释断裂的方式和机理。对稀土铝合金的组织性能和断口形貌进行分析：加入适量的Pr/Ce能够改变硅相的生长方式，从变质前的固有台阶生长方式转变为TPRE生长机制生长，使得晶粒细化和力学性能提高；Pr/Ce的添加改变了断口的断裂方式，基体材料的断口形貌为穿晶型的脆性断裂，而稀土合金材料都以沿晶的塑性断裂为主，穿晶断裂为辅。对Pr/Ce铝合金耐磨性的研究：Pr/Ce添加量为0.6%时，试样的耐磨性达到I摘要较好状态，以稳定的磨粒磨损为主；随

8、着滑移速度的增大，试样的耐磨性得到较好的提升且稳定性也得到一定的优化；磨损机制从低速时的疲劳磨损、剥层磨损以及一定的热软化磨损到中速时的三体磨损到高速的稳定磨损。5设计L13(4)四因素-四水平准正交试验对热处理工艺进行正交寻优并探讨热处理工艺对稀土铝合金组织和性能的影响：固溶温度过高，合金中出现过烧复熔共晶球和复熔三角区；固溶工艺为510℃×6h时，共晶硅相不但尺寸细小，为11.6μm，而且圆整度相当高，达到0.8，球化效果好；综合分析正交寻优最优工艺为A3B2C3