铸造耐热铝合金耐热相的研究进展

铝合金拥有比强度高、成本低、加工节能环保等特点，被广泛地应用于工业制造之中。在高强度铝合金的基础上发展出的耐热铝合金在高温下使用性能良好，抗疲劳系数大，因其密度低、高导热性等优良性能在航空、航天以及汽车行业中应用广泛。然而随着工业产业链的更新换代，耐热铝合金的实际应用需求也在快速增长，老一代高温耐热铝合金已不能满足工业需求，新一代高强度耐热铝合金因成本高、制备复杂等问题阻碍了其应用与发展，需要找到新的方法、工艺对合金进行强化。本文综述目前主流耐热铝合金耐热相的研究进展，阐述了耐热铝合金中耐热相的产生与调控，并展望了耐热铝合金的研究趋势与应用前景。

19 世纪工业革命对资源的开发利用为人类工业带来前所未有的新变化，但由于科学技术的限制、工业中能源的低效率使用及人类对自然资源的过度开发，过去百年的工业已造成了全球性的环境污染与资源匮乏。绿色发展，节能减排成为了工业发展的新主题。汽车工业作为资源利用的重头产业更是需要重点改革，即以降低生产能耗，减少污染排放，提高能源利用率为新的生产方式进行进一步的发展。铸造铝合金比强度高、耐高温性能优异， 被广泛地应用于汽车发动机活塞与气缸的制造。

目前， Al-Si 系、Al-Cu系、Al-Mg 系铸造铝合金是最广泛应用的汽车发动机材料，牌号有ZL109、ZL117、A356、M142 等。随着汽车性能的提高， 汽车发动机工作环境越发恶劣， 其顶部温度可超过400℃， 承受最大压力为3~15 MPa， 平均运动速度达6~15 m/s [1]，现有的铸造铝合金在该环境易失效断裂，因此汽车工业迫切需要能在350~400℃下正常服役、长期处于安全状态并能承受的起300℃左右的机械热疲劳作用的发动机材料。

汽车产业的生产需求带来并指出了现有铝合金材料的发展问题，即现有工艺生产的耐热铝合金高温强度已达到极限，300℃以上晶粒粗化、耐热相溶解现象严重，合金抗拉强度、抗疲劳能力大幅降低，耐热性较差，无法很好地符合现代汽车的需求。解决耐热铝合金耐热相在300℃以上溶解或粗化是提高合金高温性能的关键，因此本文从目前最广泛使用的Al-Si 系、Al-Cu 系、Al-Mg 系耐热铝合金出发，综述其主要耐热相的形成及其演变，旨在为铸造铝合金的高温性能强化提供参考。

2. Al-Si 系耐热铝合金耐热相 Al-Si 系铝合金拥有比强度高、耐热性好、铸造性能优良等特点，是目前用途最广泛的铝合金种类，