共晶Al-Ni合金因Al3Ni共晶结构提供了高达400℃的优异高温性能,可作为新型耐热铝合金。本文在共晶Al-Ni合金的基础上,通过添加适量Co元素以及在超重力场中凝固细化共晶Al3Ni纤维尺寸来强化Al-Ni基体,研究了添加Sc、Zr元素对超重力场凝固Al-Ni-Co合金显微结构与力学性能的影响,直接时效后,研究了析出相对合金高温力学性能的影响。分别讨论了超重力凝固对显微组织的细化机理、Sc、Zr微合金化作用机理和析出相的形成机理、强化机理。研究发现超重力场凝固细化了共晶Al3Ni纤维尺寸,从约138 nm细化到116nm。Sc、Zr微合金化后,Al-Ni-Co合金的共晶团结构以及共晶Al3Ni相被细化,Sc的细化效果优于Zr,Sc含量为0.3 at.%时最优,Al3Ni相平均直径从约116 nm减小到约94 nm。直接时效后,微合金化合金析出Al3Zr、Al3Sc和Al3（Sc,Zr）二次相。研究发现Zr的过量加入能形成一次相。Zr含量≥0.3 at.%时,Al-Ni-Co-Zr合金中生成针状富Zr相。Sc+Zr含量为0.3 at.%,Sc/Zr比≥1:2时,Al-Ni-Co-Sc-Zr合金会生成立方形Al3（Sc,Zr）相,这些一次相分布于宏观试样边缘。超重力场凝固能抑制Al-Ni-Co-Sc合金中一次相的形成。研究发现Sc、Zr微合金化后,Al-Ni-Co合金硬度有所提升。Sc含量为0.3 at.%时,合金硬度最高,从约58 HV上升到约82 HV。直接时效后,微合金化合金硬度和高温力学性能显著提升,Sc含量为0.4 at.%时,合金高温力学性能最优,高温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到约138.7 MPa、105.0 MPa和44.0%。Zr的加入降低了Sc元素昂贵的成本,Sc含量为0.15 at.%的Al-Ni-Co-Sc-Zr合金综合高温力学性能媲美Sc含量为0.4 at.%的Al-Ni-Co-Sc合金。超重力场凝固增加了合金形核率,细化了显微组织,超重力场凝固增加了Sc的固溶度,抑制了一次相的形成。Sc、Zr元素倾向溶解于共晶团边界α-Al基体中,细化了共晶团结构,其中Sc元素在凝固初期被排除在固液界面的前端,细化了Al3Ni相。直接时效后,因析出相的析出强化作用,提高了合金硬度和高温力学性能。