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过共晶铝硅合金比重小、热膨胀系数低、耐磨性和体积稳定性好,是理想的活塞材料。但随含硅量增加,由于大量大块初晶硅的析出,合金的抗拉强度、伸长率急剧下降。近年来,随着发动机功率的不断提高,对活塞材料强度尤其是高温强度提出了更高的要求。综合利用合金化、变质处理、热处理等手段可望使过共晶铝硅合金在常温及高温性能上有较大的提高。本文以A390合金为基础,通过成分改进、P变质处理、镦粗热变形和T6热处理获得了室温和高温性能良好的Al-17.5Si-4.5Cu-0.7Mg-1Zn-0.1Ti-0.5Ni-0.3Zr-0.2Sc-0.2V过共晶铝硅活塞合金,基本满足大功率发动机对活塞合金性能的要求。对合金的组织演变过程及其室温、高温力学性能进行研究分析后,得到主要结论如下：(1)半连续铸造Al-17.5Si-4.5Cu-0.7Mg-1Zn-0.1Ti-0.5Ni-0.3Zr-0.2Sc-0.2V合金组织构成主要有α-A1枝晶、初晶Si颗粒、针状共晶硅、密堆状和块状Al2Cu(θ)相、块状Al7Cu4Ni(γ)相、Al9FeNi(T)相、和Al8FeMg3Si6(π)相和成分接近于Al9(Fe,Ni,Cu,Sc,Zr)4Si2的网格状与鱼骨状第二相。(2)铸态合金经P变质处理后,初晶硅的形核率提高,细化明显并且分布更加均匀弥散。P变质后,铸态合金的室温抗拉强度由267MPa提高到285MPa,伸长率提高了59.5%；但高温(300℃)抗拉强度基本保持140MPa不变,而伸长率提高了57%。(3)镦粗热变形消除了合金中的铸造缺陷,使合金组织变得更加致密；但使得未变质合金中的部分粗大初晶硅发生破碎,而P变质合金中初晶硅破碎的数量较少。初晶硅的破碎导致了合金室温和高温强度的下降,但伸长率提高。(4)铸态未变质和P变质合金经T6热处理后,共晶硅明显粒化；Al2Cu相含量减少,Al9FeNi和Al8FeMg3Si6相消失,而Al7Cu4Ni相含量增多,并且产生了弥散分布的新相Al5Cu2Mg8Si6。热处理后,两合金的室温抗拉强度均提高80MPa以上,伸长率提高150%以上；但高温(300℃)抗拉强度均下降约10MPa,而伸长率提高100%多。(5)合金的断裂机制是脆性和韧性兼有的混合型断裂方式,室温时以脆性断裂为主,而高温(300℃)时以韧性断裂为主。合金的主要强化机制有：细化组织强化、固溶强化、时效强化和过剩相强化等。