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对铸造铝硅合金中初晶硅和共晶硅的变质是提高该类合金力学性能的有效手段。本文利用元素P、RE、Ti的复合添加，对以上元素添加后ZL109合金组织中初晶硅、共晶硅和铝相形貌及尺寸的变化进行了研究，并分析了相关机理。利用DSC研究了变质后合金凝固各阶段特征温度的变化，并测试了相应合金的抗拉强度，结合变质细化机理讨论了以上变化产生的原因。对组织形貌及尺寸的观察研究结果表明：P对ZL109合金的初晶硅有明显的细化作用，在实验条件下最佳添加量为0.8wt.%AlP4.5，此外P还可以减小共晶硅长厚比及铝的二次枝晶臂间距。RE对初晶硅和共晶硅的作用只有在达到一定浓度时才能体现出来，但是RE对初晶硅只有弱变质作用；当其添加量达到0.7wt.%时，RE可以使共晶硅变质为较短的片状、小的颗粒状和具有发达分枝纤维状的复合形态；此外RE还可使铝的二次枝晶臂间距下降。Ti的添加使初晶硅尺寸和共晶硅长厚比增大；铝二次枝晶臂间距则随Ti含量增多而下降，但过量的Ti会在合金中生成Al-Ti-Si相，导致对铝的细化作用降低。DSC测试结果表明：P可以提高初晶硅析出温度TP，而P、RE复合作用则使TP降低，P、Ti复合作用也可以使TP提高，P和RE的复合作用使得共晶（α-Al+Si）的起始结晶温度下降明显。特征温度的变化也使凝固过程中的各特征温度区间发生了相应变化，这些变化与合金中初晶硅、共晶硅和铝的形貌特征的改变是密切相关的。抗拉强度的测试结果表明：初晶硅和共晶硅尺寸形貌对铝硅合金性能有决定性作用，铝的二次枝晶臂间距在本试验中改变不显著，因此对抗拉强度的影响有限。RE添加量达到0.9wt.%时，抗拉强度的提升不仅因为其作为变质元素对共晶硅的变质，还有其本身作为合金元素对基体产生的强化作用。拉伸断口观察结果表明：P变质后，合金断口中大的解理刻面较未变质合金明显减少，平行的解理刻面也更均匀细小；P和0.7wt.%~0.9wt.%RE的复合添加使合金断口中出现大量细小的类韧窝状特征；P和Ti的复合添加使合金的脆断倾向增大，Ti添加量为0.3wt.%时，断口已经呈现明显的解理断裂特征。