铸造铝合金具有优良的铸造性能和力学性能,广泛应用于航空、化工、仪表以及一般的机械工业的部门。随着工业的发展,各行业对铝合金的力学性能、高温性能等提出了更高的要求。本文从合金成分优化以及热处理工艺着手,达到提高合金的力学性能及高温性能的目的。　　 本文是在ZL101的基础上添加Cu、Ni、V、Mn以及稀土(RE)等微量元素,利用正交实验优化出性能较好的改良Al-Si-Mg系铸造铝合金,并系统地研究热处理工艺对改良合金微观组织及性能的影响。研究结果如下:　　 改变固溶处理工艺参数研究发现:当合金固溶温度小于495℃时,共晶硅相变化不大,强化相固溶不充分;当固溶温度于495℃～500℃时,合金基体高度球化,析出相更加细小而弥散分布,合金的强度、硬度较高;当固溶温度大于500℃后,合金基体粗大成块状,晶界中出现复熔球等过烧现象。随着固溶时间的延长合金的强度会增加,当固溶时间达到5h时,合金的抗拉强度、硬度和延伸率都达到最好的效果。因此,改良合金在495℃×5h固溶时,合金的力学性能较好。　　 时效工艺研究发现:随着时效温度的提高及保温时间的延长,合金的基体组织越趋于细小、球化,析出相也增多并且弥散分布;但当时效温度过高,保温时间过长时,析出相晶核会长大,即产生了过时效,不利于合金的综合性能。因此确定改良合金最佳的时效工艺为165℃×6h。　　 高温拉伸实验显示,热处理后改良材料于350℃～400℃高温下的抗拉强度和硬度仍可达到热处理前材料的常温抗拉强度和硬度。分析认为,经过热处理后改良合金析出的Al2CU相起固溶强化和弥散硬化的作用,并且耐热性好;Al6Cu3Ni相分布在晶界和枝晶间,阻碍位错运动,阻碍晶格滑移,也可提高合金耐热性;AlxCuCe相是RE元素与其他元素作用形成的复杂化合物,具有良好的高温稳定性。　　 热疲劳实验显示,经过热处理后,改良合金产生的稳定的沉淀硬化相不会重新溶入基体,并且弥散分布的析出质点阻止了长程的位错运动。因此在450℃下持续180小时(共循环了5160次)的热疲劳实验中未产生裂纹,而未经热处理的改良材料循环了大约2000次后表面产生裂纹。