ZL109是目前活塞材料中应用最多的合金。但是在ZL109合金的组织中,共晶硅成粗大针状或板状,会显著降低合金的强度和塑性,为了改变共晶硅的形貌和尺寸,需要进行变质处理。Al-5Ti-B的加入可以细化初晶α-A1相,而且能细化铝合金的硅相组织,改善共晶硅的形态。采用Sr、稀土等元素变质共晶硅。本论文设计了两种不同体系的复合变质剂,分别是Al-Ti-B-Sr体系和Al-Ce-Sr体系,并研究了快速凝固处理后的两种复合变质剂的相组成、微观组织和形貌,并分析了两种体系的复合变质剂对ZL109合金的微观组织及力学性能的影响,研究结果表明:快速凝固处理预处理后的Al-Ti-B-Sr复合变质剂使ZL109的微观组织得到了明显的改善,力学性能明显提高,与加入块状的复合变质剂相比,其拉伸强度由372MPa提高到402MPa,提高了8%;硬度从77HRB升高到83HRB,提高了7%;磨损率由0.1324%降为0.1024%,磨损性能明显得到提高。快速凝固处理预处理后的Al-Sr-Ce复合变质剂使ZL109的力学性能明显提高,与加入块状的复合变质剂相比,其拉伸值由375MPa提高到395MPa,提高了5%;硬度从70HRB升高到77HRB,提高了10%,磨损率由0.2918%降为0.1545%,磨损性能明显得到提高。快速凝固处理后的Al-Ti-B-Sr中间合金的相组成主要有:α-Al和弥散分布在基体上的Al3Ti、TiB2、SrB6晶粒组成;快速凝固处理后的Al-Ce-Sr中间合金的相组织有:α-Al、Al4Sr和Al4Ce等组成,快速凝固后的微观组织中的晶粒尺寸较小,达到了纳米级。