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铸造耐热铝合金被广泛使用在发动机活塞制造上,而且其所具有的价格优势以及其轻量化的特性非常明显,但是随着发动机性能的不断提高,使活塞的工作负荷显著增加,因此对活塞的性能尤其是高温性能提出了更高的要求。高性能铝合金活塞材料的开发有助于发动机的减重,同时使连杆、曲轴的负荷降低,提高发动机的效率。目前,提高活塞铝合金性能的方法主要是合金化,通过添加一些耐热元素,在组织中形成耐热第二相,起到异相强化的效果来提升高温强度;同时以热处理的方式来获得弥散析出相,以弥散强化的方式提升活塞材料的性能。本文以Al-Si系合金为研究对象,采用Cu、Ni、Ce、Cr元素进行合金化,运用正交试验的方法来优化合金成分,并通过热处理来进一步提高合金的性能,开发一种高性能活塞用Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金。为了探究不同Cu、Ni、Ce含量对铸造耐热铝合金组织与性能的影响,以及优化铸态合金成分,分别选取Cu含量为4%、5%、6%,Ni含量为1.0%、1.3%、1.5%,Ce含量为0.5%、1.0%、1.5%作为因素的三个水平,设计了三因素三水平的正交试验,采用L9（34）正交实验表,根据正交试验设计方案制备了9种不同成分的Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金。针对成分优化后的合金,使用对比优化的方法,进一步优化其固溶及时效热处理工艺。利用XRD、OM、SEM、EDS、力学性能测试等分析测试手段,对合金的组织及性能进行了研究。在铸态Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr合金中,合金组织主要由α-Al、γ-Al7Cu4Ni、δ-Al3CuNi、θ-Al2Cu和Si相组成。当Ce含量达到1.5%时,组织中会生成粗大的条状富Ce相,同时这种相的生成也与Cu、Ni的元素含量有关。Cu、Ni元素含量的增加,会有利于组织中网状δ-Al3CuNi耐热相的形成。通过正交实验极差分析,发现Ce元素对室温及高温300℃下力学性能的影响最为显著,随着Ce含量的增加,其室温及高温300℃下的抗拉强度逐渐下降。Cu元素对组织中耐热相数量影响较为显著;当Ce含量为0.5%时,随着Cu、Ni含量的增加,组织中耐热相增多,合金的力学性能得到提升。Ni元素含量水平单一变化对合金力学性能的影响较小。根据正交试验分析结果,确定了室温及高温300℃下合金抗拉强度最高时所对应的合金成分为Al-12Si-6.0Cu-1.3Ni-0.5Ce-0.5Cr,其室温抗拉强度为193.8 MPa,高温（300℃）抗拉强度为128.5 MPa。对成分优化后的合金进行热处理,采用对比优化的方法,对热处理工艺进行优化。依次优化固溶处理的温度及时间,对比固溶处理后的组织及性能,得出合金最佳的固溶处理工艺为490℃×2 h+520℃×2 h。对固溶处理后的合金进行时效处理,并对时效处理的温度及时间依次进行优化,对比不同时效工艺下的性能,得出时效效果最好且性能最佳的时效处理工艺为185℃×6 h。经过热处理工艺优化后,Al-12Si-6.0Cu-1.3Ni-0.5Ce-0.5Cr合金的室温强度达336.1 MPa,高温（300℃）强度达156.8 MPa。