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本文以 Al-20%Si合金为研究对象，研究了单一稀土元素 Sm或 Yb以及 Yb和Al-5Ti-1B复合变质对Al-20%Si合金微观组织和力学性能的影响。 稀土元素 Sm、Yb对 Al-20%Si合金组织中初生 Si相和共晶 Si相有优良的变质作用。与未变质时Al-20%Si合金的组织相比，当Sm的含量为0.6%时，初生Si相全部转变为端部和边缘钝化的细小块状，均匀分布于共晶基体上，且其平均尺寸由未变质时的 108μm减小到35μm；共晶Si完全变质为细小的纤维状，片层间距大幅度减小。当 Yb 的含量为 0.5%时，初生 Si 的形态转变为细小均匀的块状，且初生Si的平均尺寸减小到48μm，相应的共晶Si转变为细小的珊湖状纤维组织。 Al-5Ti-1B能使Al-20%Si合金组织中初生Si和共晶Si的平均尺寸有所减小，但不能改变其形貌。Yb和Al-5Ti-1B组成的复合变质剂对Al-20%Si合金组织中的 α-Al相、初生 Si和共晶 Si具有优良的变质效果。当 Yb和 Al-5Ti-1B的含量分别为0.5%和0.3%时，粗大的α-Al枝晶细化成尺寸较小的等轴枝晶，二次枝晶间距与未变质时相比显著减小；初生Si完全转变为细小规则、均匀分布的块状，平均尺寸减小到28 μm；共晶Si完全转变为细小的颗粒状、短板状和纤维状。 Al-20%Si 合金经过单一的 Sm、Yb 变质处理后，其抗拉强度和断后延伸率均得到了很大的提高。当 Sm的含量为 0.6%时，Al-20%Si合金的抗拉强度由未变质时的101MPa 提高到153MPa，提高了48.5%，相应的断后延伸率由未变质时的0.45%提高到0.76%，提高了68.8%。当Yb的含量为0.5%时，合金的强拉强度由未变质时的 93MPa提高到 153MPa，相应的断后延伸率从 0.41% 提高到0.71%，分别提高了64.5%和73.6%。单独添加Al-5Ti-1B变质剂时，对Al-20%Si合金的力学性能没有明显的影响，但 Yb和Al-5Ti-1B 的复合变质对 Al-20%Si合金的力学性能有非常显著的影响。当复合添加0.5%Yb和0.3%Al-5Ti-1B时， Al-20%Si 合金对应的抗拉强度和断后延伸率分别为 169MPa和0.73%，与未变质时的92MPa和0.38%相比，分别提高了83.7%和92.1%。 未变质的Al-20%Si合金的断口形貌主要由粗大的解理台阶面和初生Si断面组成，属于典型的脆性断裂。变质处理后的 Al-20%Si 合金的断口形貌中，解理台阶面数量减少，撕裂棱的数量增加，断裂模式为以脆性断裂为主的韧脆混合断裂。Al-20%Si合金在拉伸过程中，裂纹主要萌生于初生Si、初生Si与基体的界面以及共晶Si与基体的界面处,随后裂纹在组织中扩展、汇集，使Al-20%Si合金发生沿晶断裂和穿晶断裂。