Al-Si合金作为最广泛使用的铸造铝合金,由于其具有优异的力学性能,突出的抗腐蚀性能和铸造性能,而被广泛用于航空、航天、船舶和汽车制造业。但是Al-Si铸造合金的韧性较差,且高技术的发展对材料的综合力学性能的要求愈来愈高,传统的铸造铝合金面临着如何通过进一步优化成份和加工工艺实现高性能化的巨大挑战。钪（Sc）是一种稀土元素,对Al合金具有较好的晶粒细化和弥散强化作用,近几年引起了人们的极大关注。但是,Sc在自然界中分布稀散,成本较高。探寻Sc和其它合金元素复合添加以降低制造成本,是发展高强韧性铝合金面临的重要课题。本文以传统的Al-Si系A356/7铸造铝合金为基体,复合添加不同比例、不同含量的Sc、Ti和Zr元素,通过对铸态、固溶态和时效态下的合金微观组织（晶粒尺寸、共晶硅形貌、尺寸和分布及二次沉淀相）和力学性能进行分析,研究微合金化对材料微观组织和力学性能的影响,且在此基础上对合金的塑韧性改善机理进行了探讨。结果表明,相对于单独添加Sc,复合添加Sc和Ti（或Zr/和Zr）具有更好的晶粒细化效果,这是由于Ti和Zr可以取代Al₃Sc中的Sc原子,形成错配度更加低的Al₃（Sc,Zr,Ti）所致。同时,合金中的共晶硅和Fe相（原材料中的杂质Fe所致）的形貌都发生了明显的变化。块状和粗纤维状的共晶硅变成细纤维状,分布变得更加均匀;针片状的Fe相（β-Fe相）变成了汉字状Fe相（α-Fe相）。此外,时效过程中产生大量弥散分布的Al₃（Sc,Zr,Ti）二次相,对合金起到沉淀强化的作用。研究发现,相比于A356合金,添加0.19%Sc和0.22%Zr后的A356合金具有最佳的力学性能,不但强度得到了较大提高,而且合金在固溶态下的延伸率从2.2%提高到15.4%,固溶-时效态（T6态）下的延伸率从0.3%提高到8.4%。其主要原因是合金的断裂机制发生了改变,随着Sc、Zr和Ti的复合添加,断裂机制从沿晶断裂转变成穿晶断裂,从而使合金的力学性能,特别是塑韧性得到了显著改善。