铝合金因具有密度小、比强度高、资源丰富、可回收性强等一系列优点在工业生产中应用广泛,是汽车轻量化的首选材料。随着人们节能和环保意识的日益增强,汽车发动机向着低耗、高能的方向发展。活塞是发动机的主要零件之一,随着对汽车发动机性能要求的提高,对活塞的使用性能要求也越来越高。铸造Al-Si合金因具有良好的性能广泛应用于活塞零件,在使用过程中发现Al-Si合金在300℃时,强度显著降低,导致Al-Si合金活塞在发动机中的使用性能降低,影响汽车发动机的整体使用性能。课题围绕这一问题,研究一种高温、室温性能良好的活塞用Al-Si合金,具有重要工程应用价值。本文以Al-Si-Cu-Mg-Ni合金为研究对象,从合金元素合金化、热处理工艺和变质处理工艺等方面开展了以下的研究工作:(1)以某牌号Al-Si活塞合金为基础,对合金成分进行设计。根据合金化原理,改变Cu、Ni含量,采用重力铸造法制备了多元Al-Si-Cu-Mg-Ni合金铸锭,通过对不同Cu、Ni含量的Al-Si活塞合金微观组织和力学性能分析,得出高温和室温综合性能较好的新的Al-Si活塞合金成分。(2)研究了新制备的Al-Si活塞合金成分材料的热处理工艺。根据铝合金热处理强化机理,制定合金的固溶处理和时效处理工艺,通过对合金微观组织和力学性能的分析,得出最佳热处理工艺为510℃×6h固溶(水淬)+185℃×6h时效(T6)。(3)研究了新制备的Al-Si活塞合金成分材料的变质处理工艺。根据共晶Si变质原理,分析了Sr变质对合金微观组织和力学性能的影响规律,得出Sr元素最佳添加量为0.06wt.%。通过以上研究,获得了高温性能优越(σb,300℃=128MPa)、室温性能相对较好(σb=305MPa)的汽车活塞用新型共晶Al-Si合金,对活塞生产具有重要的指导意义。