Al-Mg2Si合金由于具有较好的比强度、耐磨性及导电性等优良性能,作为航天航空及汽车等工业的新型轻量化材料受到广泛关注。制备高性能的原位自生Mg2Si增强相的Al-Mg2Si合金,关键是如何控制α-Al的尺寸以及初生、共晶Mg2Si相的形状、尺寸和分布。对于亚共晶Al-Mg2Si合金来说,存在的共晶Mg2Si相和初生Mg2Si虽然同为Mg2Si相,但由于其结晶条件不同,凝固过程中的结晶顺序不同,进而结晶时的形核和生长条件就不同,故变质剂对其变质与细化机理不一致。因此,本文主要通过金相、SEM、XRD和力学性能测试研究元素B、稀土元素Y以及两者复合对亚共晶Al-10Mg2Si合金的微观组织和力学性能的影响规律,研究结果表明:添加Y后的Al-10Mg2Si中发生初生α-Al细化和共晶Mg2Si变质同时存在的现象,其力学性能呈现先升高后降低的趋势。经过变质后的合金断口形貌也从大面积的满解理面和撕裂棱的脆性断裂转变为布满韧窝的韧性断裂。Y和Al会在液相线以前发生共晶反应生成α-Al和Al3Y,α-Al作为初生α-Al的形核中心,促进形核,从而细化初生α-Al晶粒。Y在熔体中溶解度较低,在结晶的过程中被排出,进而富集在生长中的共晶Mg2Si相前端,导致过冷度增加,使共晶Mg2Si得到变质,形貌转变为点状或纤维状,这种结构的共晶Mg2Si通过阻碍位错运动使力学性能提高。在亚共晶Al-10Mg2Si合金中添加B元素后,初生α-Al和共晶Mg2Si发生较为明显的细化。当B添加量为0.05wt.%时,初生α-Al由粗大的树枝晶转变为尺寸细小的球状或短棒状,平均纵横比降低56.04%;添加0.03wt.%的B后,共晶Mg2Si相局部出现细小的纤维状。在凝固过程中,B与Al相结合形成Al2B,其可以作为初生α-Al的异质形核中心,促进合金凝固过程中的异质形核;同时,由于B比Al的原子半径小,可以减小初生α-Al的晶格常数,进而使初生α-Al得到细化。B的添加量为0.03wt.%时,力学性能改善明显,抗拉强度和延伸率由未添加时的220MPa和3.5%提高至280MPa和5.2%;硬度也由原始状态下的122HV增加到162HV。在Al-10Mg2Si合金中同时添加Y和B后,大量的初生α-Al呈现出枝晶状分布,但尺寸有所减小,而共晶Mg2Si组织并没有出现规律性的变化。合金的抗拉强度在添加0.5Y+0.07B时最高,为237MPa,比未添加时提高了9.7%;硬度为141HV,提高了27%。延伸率没有明显提高并伴有轻微降低的情况。延伸率降低是由于Y和B元素的相互作用,Y很难单独吸附在共晶Mg2Si固液界面前沿,并形成化合物。在初生α-Al受力并产生变形时,晶界处的这些尖锐的、硬脆的金属间化合物出现断裂,在尖角处撕裂Al基体,产生裂纹源,裂纹从共晶Mg2Si粗大的片层状边界处扩散,最终导致材料断裂。