本课题主要研究在砂型铸造条件下,晶粒细化/组织细化对亚共晶和近共晶的Al-Si系合金（ZL101/ZL101A/ZL104等合金体系）力学性能的影响。通过成分选定、砂型重力铸造、熔体处理、制备试样、热处理等步骤后,获得经过有效的La、B有效细化的铝合金样品,再对其进行显微组织观察、物相观察分析和力学性能测试,从而进行分析评价。在砂型铸造条件下对Al-Si系合金进行La、B联合细化,发现对ZL101和ZL104体系都有显著的晶粒细化效果,使α-Al发达树枝晶变为均匀的等轴化形态,两种铸态合金的拉伸强度均有一定提高,但由于铸造缺陷的存在,强度提高效果不很明显。而对于ZL104而言,塑性提高较显著,证明了该细化方法对砂型Al-Si系合金的适用性。而为更好地揭示细化对性能的改善效果,采用相同冷速的等效砂型进行了实验,以减少砂型条件下铸造缺陷的影响。结果表明对于细化良好的ZL101/ZL104合金,La、B联合细化均能有效细化组织并明显改善综合性能,最大抗拉强度在ZL101合金内从145.2MPa提高为154.7MPa,幅度为6.5%;而伸长率从8.2%提高至8.8%;在ZL104合金内其最大抗拉强度从151.4MPa变为160.1MPa,提高幅度约6.0%;而伸长率从6.4%提高到8.2%,获得了组织和性能的良好匹配。对良好细化的砂型Al-Si系合金进行了热处理工艺的优化,确定了其优化固溶工艺为535℃×5h。优化时效工艺为175℃×6h。对合金应用以上优化热处理参数,可以使砂型下细化ZL104合金获得278.6MPa抗拉强度与4.5%伸长率;使等效砂型细化ZL104合金获得280.1MPa抗拉强度与6.5%伸长率,相比国标热处理性能有显著提高。此外,通过Johnson-Mehl-Avrami方程和Arrhenius方程拟合计算,可知细化后合金的Avrami指数n从2.5降低至2.1,表明析出机理由ZL101A合金的扩散控制为主转变为良好细化ZL104合金的界面析出和扩散控制机理相结合。同时,ZL104合金析出激活能也从细化前的16.6kJ/mol降低为细化后的11.6kJ/mol。采用E2EM模型计算了 A1相和LaB6相间的晶体学位向关系,预测在两相间可能存在的位向关系共三组:（11l）Al//（111）LaB6,[011]Al//[011]LaB6;（100）Al//（100）LaB6,[010]Al//[010]LaB6;（110）Al//（110）LaB6,[001]Al//[001]LaB6。并通过透射电镜观察,在两相界面上观察到了与模型预测符合的共格匹配关系。由此可知LaB6可以作为良好的A1形核基底的潜力,可以作为A1合金异质形核的核心来达成良好晶粒细化的效果。