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过共晶Al-Si合金具有热膨胀系数小,耐磨、耐腐蚀性好,高温性能好等特点。但合金组织中存在的粗大的初晶Si割裂基体,严重损害了合金的性能,也制约着合金在工业中的广泛应用,所以如何改善初晶Si的问题已成为研究该类合金的热点之一。本文以Al-20wt.%Si合金为研究对象,围绕着B对初晶Si的细化作用进行研究,研究内容主要包括以下几方面。1.系统研究了B对过共晶Al-Si合金中初晶Si的细化作用。结果表明:B对初晶Si具有良好的细化作用。初晶Si尺寸先随B含量的增加而减小,当B含量大约为0.065wt.%时,初晶Si达到最小24μm,之后,初晶硅尺寸随B含量的增加而增大。添加微量的Ca和Mg可促进B对初晶Si的细化作用。利用C2Cl6除气精炼会削弱B对初晶Si的细化效果。B与Ca、Mg等元素能反应生成可以作为初晶Si异质核心的化合物,这可能是B对初晶Si具有细化作用的原因。2.全面研究了不同的合金熔体温度对B细化过共晶Al-Si合金初晶Si的影响。结果表明:合金熔体温度不同,B对合金初晶Si的细化效果不同;熔体温度越高,B对初晶Si的细化效果越好,初晶Si的平均尺寸从710℃时的90.1μm下降到950℃时的47.7μm。其原因在于较高的熔体温度改善了初晶Si的形核核心和合金熔体的微观结构,从而改善了B对初晶Si的细化效果。3.研究了在不同的合金熔体温度下,B对过共晶Al-Si合金初晶Si的细化效果受冷却速度影响的规律。结果表明:冷却速度不同,B对初晶Si的细化效果也不同,冷却速度越大,得到的初晶Si越细小;随着熔体温度的升高,由于冷却速度的不同而造成的初晶Si大小、形态上的差异逐渐减小。其原因在于,冷却速度的不同引起结晶过冷度的变化,从而影响到初晶Si的结晶和生长;随着熔体温度的升高,熔体结构逐渐均匀化,结晶过冷度加大,促进了初晶Si的形核,抑制了初晶Si的长大,使初晶Si对冷却速度的敏感性降低。