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活塞是汽车发动机中的一个核心零件,其材料要求密度小,导热性好,热膨胀系数低,并且要具有高的力学性能和疲劳性能,耐磨性好。铸造铝硅合金因其密度小,热膨胀系数低,比强度高,被广泛应用于活塞材料。随着发动机性能的不断提高,对活塞的力学性能和高温强度、疲劳强度提出了更高的要求。为了提高铝硅合金活塞的强度,需要从改善其微观组织中的共晶硅形态和分布、强化α-Al等方面采取各种工艺和冶金措施,如:变质处理、合金化、热处理等。在合金化方面,主要是通过加入各种合金元素进行强化基体和形成高温稳定金属间化合物来提高室温和高温力学性能,将微观组织的改善和多元合金化与热处理工艺相结合,使合金元素发挥最佳的强化效果。近年来,围绕铝-硅合金活塞的合金化和微观组织改善以提高力学性能的研究已经成为活塞合金材料研究的热点之一。本文以接近共晶成分的亚共晶铝硅合金Al-（10.511.5）wt.%Si为研究对象,通过变质处理和多元合金化、固溶热处理和时效热处理,研究出高强度的铝硅合金活塞材料。（1）采用加入不同量的Sr的方法,研究了Sr对亚共晶铝硅合金凝固组织中共晶硅的变质和细化作用。结果表明:在加入0.06%Sr后,亚共晶铝硅合金组织中的共晶硅由粗大的针片状转变成细小的纤维状,共晶硅的分布均匀,其平均尺寸达到最小值8μm,Sr加入量为0.06%时,对共晶硅的变质效果达到效果最佳。（2）针对含Si量为10.5%11.5%（质量分数,下同）的亚共晶铝硅合金,采用Cu、Ni为主要合金元素和Mg、Zn等合金元素的多元合金化,着重研究了Cu、Ni主要合金元素含量的变化对亚共晶铝硅合金室温力学性能、高温力学性能的影响,结果表明:随着含Cu量的增加,合金室温力学性能升高,随着含Ni量的增加,合金高温力学性能显著提高。当含Cu量为3.5%、Ni量为2.0%时,亚共晶铝硅合金（Al-11.5 wt.%Si）室温抗拉强度达到了345.2MPa,强度超过了目前国内外同类合金的最高水平,并且,高温抗拉强度（300℃）也达到了99.53MPa。（3）对不同含硅量（10.5%、11.5%、12%）的合金化铝硅合金的热膨胀系数进行了研究,结果表明:在此含量范围内,随着硅含量的降低,合金的热膨胀系数的增幅较小,接近共晶成分的亚共晶铝硅合金的膨胀系数（300℃）在22.158×10-6K-123.381×10-6K-1之间,完全满足对活塞材料膨胀系数的要求。