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本课题采用离心铸造法制备了自生初晶Al3Ni颗粒单独增强和自生初晶Al3Ni和Si颗粒混杂增强Al-xSi-9Ni梯度功能复合材料筒状零件。运用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）以及X射线衍射分析（XRD）等微观结构检测手段和硬度、耐磨性能测试等性能检测设备，系统研究了该体系合金的离心铸造成形工艺、合金铸件沿径向截面和垂直于径向截面两个方向的微观组织特征和性能等。对离心铸造成形的Al-9Si-9Ni、Al-15Si-9Ni、Al-19Si-9Ni三种成分复合材料筒状零件的实验结果表明：（1）Al-9Si-9Ni铸件外层分布着初晶Al3Ni，内层为共晶组织；Al-15Si-9Ni和Al-19Si-9Ni铸件的外层偏聚初晶Al3Ni和部分Si颗粒，内层偏聚少量初晶Al3Ni和大量Si颗粒，中间层为共晶组织。沿径向截面上初晶Al3Ni大多呈长条状，沿垂直于径向截面上初晶Al3Ni大多呈颗粒块状。在离心力场中，初晶Al3Ni颗粒的相对加速度是初晶Si颗粒的3倍，但方向相反。复合材料铸件中的分层现象及自生颗粒的分布与颗粒和熔体的密度差、较大的重力系数G（850）以及颗粒之间的相互碰撞、粘结等作用有关。（2）由于大量Al3Ni和Si颗粒聚集于Al-19Si-9Ni、Al-15Si-9Ni铸件的外层，其硬度值分别达到HRB70.5和HRB66.5，而Al-9Si-9Ni铸件的外层仅聚集少量Al3Ni颗粒，其最高硬度仅为HRB39。此外，由于Al3Ni颗粒存在长径比，沿垂直于径向截面上的硬度要比径向截面上相同位置的硬度高3-4HRB；（3）从铸件的外层到内层，Al-9Si-9Ni的体积损失量逐渐增加，在铸件的内层达到最高21.21mm3；而Al-15Si-9Ni和Al-19Si-9Ni的体积损失量均先增加后减少，在中间层达到最高，分别为16.34mm3和16.73mm3。在铸件的外层，Al-19Si-9Ni的耐磨性能最好，Al-9Si-9Ni的耐磨性能最差。低浇温、低模温时，熔体的粘度较大，颗粒偏移的阻力变大，金属模具的急冷作用使得与模具内表面先接触的合金熔液快速凝固，因此，铸件外层的颗粒较细小；随着浇温、模温的提高，颗粒偏移的阻力变小，较高的模温延长了合金液的凝固时间，使得颗粒有充分的时间偏移，使得组织更致密，偏聚区域变窄，铸件外层增强颗粒的体积分数增多。因此，高浇温、高模温时铸件外层的硬度及耐磨性能最好，低浇温、低模温时铸件外层的硬度及耐磨性能最差。研究了铸造方法对Al-19Si-9Ni复合材料组织性能的影响。重力铸造的铸件中初晶Al3Ni和Si颗粒都是随机地分布在铝基体上，而且晶粒尺寸比较粗大。性能测试结果表明离心铸造的铸件在外层的硬度及耐磨性能要优于重力铸造铸件。