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近年来，在节能减排、产品轻量化的要求下，热膨胀系数低、耐磨性好的过共晶Al-Si合金成为制造汽车活塞的理想材料，因为大功率发动机的活塞在高压、高温的环境中工作，所以提高其高温性能是非常必要的，向Al-Si合金熔体中添加耐热合金元素是一种既简单又经济的方法。 本文以Al-20％Si为研究对象，研究了Cu、Ni元素对Al-20%Si合金微观组织及力学性能的影响，得出以下几条结论：（1）随 Al-20%Si合金中Cu元素含量的增加，初生 Si的形貌愈不规则，尺寸愈大；共晶 Si逐渐从针片状向纤维状转变，当添加铜的含量超过3%时，会导致合金组织不均匀。合金的硬度随C u含量的增加而提高，C u含量达到2%时，硬度达到84.3 HV，相对于Al-20%Si合金的硬度，提高了11%。 （2）Ni元素能使Al-20Si-2Cu合金中的α-Al一次枝晶长度由150μm减小到100μm，二次枝晶臂间距由16.4μm减小至10.2μm。Ni含量小于0.5%时，强化相的成分及形貌变化不大，主要为不规则块状的 Al7Cu4Ni相和Al2Cu相；Ni含量为0.8%时，棒状Al3CuNi相和条状AlNi3相开始出现，且随Ni含量的提高，Al7Cu4Ni相逐渐消失，Al3CuNi、AlNi3、Si相粘结更加紧密；当 Ni含量为2%时，形成网状组织分布于基体及晶界处。 （3）Ni元素的添加，可以使Al-20Si-2Cu合金抗拉强度从79.5 MPa提高到106.3 MPa，提高了37.7%；当 Ni含量小于0.5%时，合金断裂的韧性成分随 Ni含量增加而增加，当 Ni含量大于0.5%时，合金断裂的脆性解理断裂成分逐渐增加；伸长率则先增加后降低，在 Ni含量为0.5%时达到最大，为2.86%。当 Ni含量小于0.8%时，其硬度随着Ni含量的增加而显著增加，继续添加Ni含量到1.5%时，硬度基本不变，当 Ni含量为2%时，硬度提高到105.2 HV，相对于 Al-20Si-2Cu合金的硬度提高了28.3%。另外，Ni元素的添加还可以使合金的磨损量从0.4013 mm3降低到0.1688 mm3，摩擦系数逐渐降低，提升合金的耐磨性能。 （4）随着固溶处理温度的升高和保温时间的延长，α-Al的二次枝晶臂间距逐渐增大；网状、长条状的Al3CuNi、AlNi3逐渐变为短棒状和圆粒状；初生Si的棱角得到钝化，共晶Si转变为近球状。随着固溶处理时间的延长，合金的高温抗拉强度先降低后增加，伸长率逐渐增大，固溶处理温度越高伸长率越大。在465℃固溶4 h，180℃时效6 h后，强度达到最大值，为117.4MPa，伸长率为2.31%，相对于铸态试样分别提高了10.4%和102.6%。