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本文在ZL702A合金的基础上,设计了一种具有优异综合性能的高强耐热铸造Al-Si-Cu-Mg合金,以满足大功率柴油发动机对机体及缸盖材料的要求。分别研究了Si、Cu、Mg、Zn四种元素、晶粒细化剂Ti和变质剂Sr、RE对Al-Si-Cu-Mg合金力学性能的影响；测定和分析了Cu对铸造Al-7Si-xCu-0.3Mg(x=1.5～3.5wt%)合金的流动性、线收缩率和热裂倾向的影响。研究了Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg合金中富铜相溶解特性及时效析出特性,考察了合金的固溶处理工艺和时效工艺。研究发现：Si、Cu、Mg、Zn对Al-Si-Cu-Mg合金抗拉强度的影响顺序为Si＞Mg＞Cu＞Zn,对延伸率的影响顺序为Cu＞Si＞Mg＞Zn。随着四种合金元素含量的增加,合金抗拉强度增大,延伸率减小。Al-Si-Cu-Mg合金中加入0.2wt%Ti元素后,α(Al)晶粒细化,合金力学性能明显提高。合金采用Sr变质力学性能优于RE变质。Sr的最佳添加量为0.03wt%。高强耐热铝硅系合金的最佳成分为：7.0wt%,2.5wt%Cu,0.3wt%Mg,0.5wt%Zn,0.2wt%Mn、0.4Tiwt%、0.03wt%Sr。随着Cu含量的增加,Al-7Si-xCu-0.3Mg合金的结晶温度间隔增大,当Cu含量由1.5wt%增加到3.5wt%时,合金的结晶温度间隔将增大25℃。在合金凝固时,0相(Al2Cu)明显增多,容易形成α(Al)枝晶骨架网,导致合金的流动性降低,线收缩率增加,热裂倾向增大。DSC研究表明,Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg-0.5Zn-0.2Mn合金的共晶组织转变发生在510℃。共晶相主要由θ相(Al2Cu)以及Q相(Al5Si8Cu2Mg6)组成。经500℃×4h固溶处理可使合金中共晶相完全溶解,此时合金熔点升高到535℃,双级固溶处理能提高合金力学性能。合金在175～200℃时效时,硬化曲线出现明显的双峰。主要是由于θ″相和θ′相阻碍位错运动所致,在两相转变过程中存在明显的时间间隔。Al-7Si-2.5Cu-0.3Mg-0.5Zn-0.2Mn合金采用500℃×4h+525℃×14h+165℃×4h的热处理工艺时,获得最佳的综合力学性能：室温σb≥340MPa,δ5>4.0%,200℃σb≥250MPa,δ5≥10.0%。