1、鑄造鋁硅合金具有低密度、低膨脹系數(shù)、高耐磨性、高抗腐蝕性、優(yōu)良的鑄造性能等優(yōu)點，因此，在航空、航海、汽車等領(lǐng)域的使用日益廣泛。但在常規(guī)鑄造Al-Si合金組織中，存在粗大的形狀復(fù)雜的初晶硅，針片狀的共晶硅和粗大的α-Al枝晶，惡化了合金的綜合性能。因此改善合金組織是鋁硅合金獲得廣泛應(yīng)用的前提。
　　 合金化作為一種有效的合金強化手段有著廣闊的研究領(lǐng)域和應(yīng)用前景。Bi和Se都能對合金組織起到有效變質(zhì)及細化的作用，是合金化的理想元素。

2、本文主要研究過共晶Al-18％Si合金中添加合金化元素（Bi和Sc）后對其微觀組織與力學(xué)性能的影響，確定最佳的元素合金化含量。另外，由于二者對組織作用機理不同，為了達到復(fù)合變質(zhì)的效果，在單一元素最佳合金化含量的前提下，制備了Al-18％Si-3％Bi-0.5％Sc合金，對其組織及性能進行綜合實驗分析。本文通過單一元素的合金化及Bi和Sc共同作用Al-18％Si合金，得出如下結(jié)論：
　　 (1)在過共晶Al-18％Si合金中添加合

3、金化元素Bi，凝固組織中Bi最終以單質(zhì)純Bi相獨立存在于基體中。大部分彌散分布，少量出現(xiàn)偏聚。Bi通過影響共晶硅的生長方式進而對共晶硅具有一定的變質(zhì)作用，隨著合金化元素Bi加入量的增加，共晶硅組織發(fā)生了由粗大針片狀→短桿狀→類似蠕點狀的轉(zhuǎn)變，并且均勻分布于基體，減少了對基體的割裂作用，使合金的抗拉強度由168MPa提高到了189MPa，抗拉強度提高了12.5％。由于Bi自身所具有自潤滑特性，使合金的耐磨性能提高，摩擦系數(shù)由0.4372降

4、至0.3879，磨損量僅為不含Bi的20％。Bi合金化過共晶Al-18％Si合金，最佳合金化含量為3％，共晶硅組織細化效果最好，綜合力學(xué)性能最佳。
　　 (2)在過共晶Al-18％Si合金中添加合金化元素Sc，發(fā)生共晶反應(yīng)，液相凝固時析出高熔點相Al3Sc金屬間化合物，先形成的Al3Sc相與Al晶體結(jié)構(gòu)相似，晶格常數(shù)相當，在凝固過程中可作為α-Al異質(zhì)形核的質(zhì)點，細化α-Al枝晶，起到細晶強化作用。隨著合金化元素Sc加入量的增加

5、，枝晶狀的α-Al發(fā)生了由粗大枝晶組織→球塊狀→無枝晶組織，使合金的抗拉強度由168MPa提高到了185MPa，抗拉強度提高了10.1％，延伸率提高了114.3％。Sc合金化過共晶Al-18％Si合金，最佳合金化含量為0.5％，α-Al枝晶細化效果最好，綜合力學(xué)性能最佳。
　　 (3)在過共晶Al-18％Si合金中同時添加兩種合金化元素Bi和Sc，由于Bi和Sc分別變質(zhì)、細化共晶硅和α-Al枝晶，故復(fù)合變質(zhì)可以達到有效疊加變質(zhì)互