铸造耐热铝合金可应用在兵器、船舶、航空航天和汽车等领域[1]
用铸造铝合金来替代铸铁制造汽车发动机，可减轻自身重量并显著提高燃油的效率[2,3,4,5,6]
在汽车发动机的部件中，100%的活塞、85%的进气管和75%的气缸盖的制造都使用铝合金[7,8,9]
目前传统的铸造铝合金的高温性能已经接近极限，不能满足汽车发动机的发展需要
例如，使用在250~400℃高温环境中作为发动机关键部件的活塞[10]，承受着20~300℃的热疲劳作用
这就要求，在保证活塞合金室温强度的条件下尽可能提高其高温性能
铸造Al-Si系耐热合金有良好的铸造性能、较高的耐磨性和易加工等特点，可用于制造活塞
齐广慧等[11]研究了二元Al-Si合金的力学性能与显微结构的关系，发现Sr变质的二元Al-Si合金的力学性能在共晶点附近达到最大值，近共晶成分的Al-Si合金具有良好的综合性能
但是由于其高温性能有限，需要进行合金化提高以其高温性能
添加Cu、Ni、Mg等元素形成Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi、Al9FeNi等热稳定性较好的金属间化合物，可提高Al-Si合金的高温性能
王宪芬等[12]研究了Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞铝合金的组织和性能，发现在合金中生成了Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi等金属间化合物
Li Y等[13]研究了Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi三种富Ni相的特性，发现Al3CuNi的高温稳定性最好，有利于提高其高温性能
Yang Y等[14]研究了不同Cu含量的Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞铝合金中富Ni相的演化，发现随着Cu含量的提高组织中呈网状与半网状的Al7Cu4Ni、Al3CuNi相逐渐增多，使其高温性能显著提高
其原因是，Ni在Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞铝合金中主要以Al3Ni、Al7Cu4Ni和Al3CuNi的形式存在，其中网状或半网状的Al7Cu4Ni、Al3CuNi相最有利于提高其高温性能
另外，过渡族元素Mn、Cr、Ti、Zr、V等可与铝生成熔点较高、再结晶温度也较高的包晶和共晶系组织，也可与合金中的其他元素生成强化相
例如：在合金中加入微量的Ti、Zr、V可生成稳定性较高的Al3X相，作为异质形核核心细化晶粒；同时，还可与其他元素生成强化相使合金的室温和高温性能提高
微量Mn可将针状β-Al5FeSi
声明：
“铸态和T6热处理Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr铸造耐热铝合金的组织和力学性能” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：赵天佑,郭二军,冯义成,赵思聪,付原科,王丽萍
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2025年06月20日 ~ 22日 
