铝及其合金具有质轻、比强度高、导热导电性和耐磨耐蚀性好等优点,在航空航天、汽车制造、建筑和电缆导线等领域应用广泛。科技的进步和制造业的发展对铝合金的服役性能提出了越来越高的要求。用适当的合金设计方法与合金制备工艺实现对铝合金微观组织的有效控制,突破传统铝合金的性能瓶颈是铝合金材料加工领域的必然发展趋势。稀土被称为“工业维生素”,长期以来,其在铝合金上的应用是材料领域的研究热点之一。迄今为止,稀土在铝合金中的作用机理依然不明确,这严重限制了优质稀土铝合金的工业开发和应用。本文研究了相对经济的稀土 La对广泛工业应用的亚共晶Al-Si合金、Al-Mg-Si合金微观组织及性能的影响,提出了微合金化稀土（稀土添加量低于0.1%）的合金设计新思路,旨在阐明微合金化元素La对铝合金微观组织与性能的影响,建立微观组织与宏观性能的内在关联性,澄清微合金化元素La的作用机理,发掘其在铝合金中的应用潜力,推动高性能稀土铝合金的研制与工程化应用。论文的主要研究内容和结果如下:（1）研究了 La微合金化对亚共晶Al-Si合金凝固组织与力学性能的影响。结果表明:在亚共晶Al-Si合金中单独添加100 ppm的La就可去除熔体中杂质P对共晶Si形核的影响;添加600 ppm的La就足以显著细化合金α-Al晶粒、变质共晶Si粒子和大幅度改善合金的塑性;当La的添加量超过600 ppm时,在共晶反应阶段形成LaAlSi金属间化合物,降低合金的塑性。研究表明:在亚共晶Al-Si合金凝固过程中,微量La一方面作为表面活性元素,降低α-Al晶核与形核基底的润湿角,减小α-Al形核所需的过冷度,促进α-Al的形核和细化α-Al尺寸;另一方面嵌入共晶Si的生长界面,诱发共晶Si粒子内形成高密度的交错孪晶,改变共晶Si的长大行为,变质共晶Si粒子。共晶Si粒子从板片状变质成蠕虫状可降低合金在受力过程中的应力集中行为,阻碍裂纹的萌生和扩展,提高合金的塑性。（2）研究了微合金化元素La与Al-5Ti-1B、Sr复合添加对亚共晶Al-Si合金凝固组织与力学性能的影响。研究发现:微量La与传统的α-Al晶粒细化剂Al-5Ti-1B中间合金和共晶Si变质剂Sr产生协同细化、变质作用,显著改善合金的塑性。一方面,微量La的添加不会改变合金凝固过程中α-Al以TiB2粒子为核心,进行异质形核的本质,同时也不会削弱熔体中溶质[Ti]对α-Al晶粒生长的抑制作用,但La作为表面活性剂,降低TiB2粒子与α-Al晶核的润湿角,提高TiB2粒子的异质形核能力,促进α-Al晶粒的进一步细化。另一方面,微量La的添加不会改变熔体中传统共晶Si变质剂Sr的有效含量和作用,但La诱发共晶Si粒子形成交错孪晶,增大共晶Si粒子内的孪晶密度,改变共晶Si的长大行为,进一步细化和球化共晶Si粒子。（3）开展了 La微合金化4043焊丝铝合金（Al-5Si）的工业化试生产。结果表明:添加微量La的4043焊丝铝合金微观组织、塑性均优于传统的4043焊丝铝合金。（4）研究了 La微合金化对Al-Mg-Si合金微观组织与腐蚀性能的影响。研究发现:Al-Mg-Si合金的自腐蚀电位与点蚀电位接近,在开路电位下容易发生局部腐蚀。微量La的添加降低Al-Mg-Si合金局部腐蚀敏感性,提升合金的耐腐蚀性能,尤其是持久耐腐蚀性能。当La的添加量不超过800 ppm时,Al-Mg-Si合金的耐腐蚀性能随稀土 La添加量的增加而提高;当La的添加量超过800 ppm时,合金微观组织中出现LaAlSi金属间化合物,降低合金的耐腐蚀性能。研究表明:微量La的添加使Al-Mg-Si合金形成细小且弥散分布的Si粒子和表面具有富La层的Mg2Si粒子。Mg2Si粒子表面形成的富La层阻碍Mg2Si粒子的选择性溶解,抑制合金局部腐蚀的萌生;弥散细小的Si粒子阻碍腐蚀沿着晶界快速扩展,提升合金的持久耐腐蚀性能。（5）研究了 La微合金化对Al-Mg-Si合金时效过程及合金力学、导电性能的影响。研究发现:微量La的添加不会改变Al-Mg-Si合金人工时效过程中沉淀相的析出顺序和的晶体结构,但显著细化沉淀相的尺寸,增大其数量密度和体积分数,同时提高Al-Mg-Si合金的强度和导电性。研究表明:一方面,La-空位之间较高的结合能及La-Si和La-Mg之间较强的作用将β"强化相的析出激活能从89.9kJ/mol降低至76.7kJ/mol,因此促进β"强化相的析出,改善合金的人工时效硬化效应;另一方面微量La降低溶质Si和Mg在Al基体中的固溶度,降低固溶原子对合金电阻率的贡献,改善合金的导电性。