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本文利用高倍视频显微镜(HSVM)、电子探针(EPMA)、场发射扫描电镜(FSEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、常规透射电镜(TEM),结合多元相图分析和Thermo-calc热力学模拟计算,研究了Al-Si多元合金中物相微观结构演变及其对合金的高温强化作用与机制。系统研究了合金化元素存在形式与合金相演变行为的关系及其对合金显微硬度的影响；探讨了Cu、Mg元素对富Ni耐热相演变行为的影响和富Mo耐热相演变行为,同时分析了这些组织样本行为对合金高温强化作用；提出耐热相与a-Al协同强化机制。基于此机制,制备一种新型Al-Si多元活塞合金。全文主要研究内容如下：(1)Al-Si多元合金中合金相的析出及演变行为研究通对研究Al-Si多元活塞合金中合金化元素存在形式和合金相演变行为的关系及其对合金显微硬度的影响,发现有效控制Si相析出是提高合金综合性能的重要手段；其次,通过合金化和合理热处理工艺来控制富Cu、Ni、Mg相尺寸、分布,使其沿晶界弥散分布,能有效发挥合金相的强化作用。(2)富Cu富Ni相的演变及其高温强化行为研究系统研究了富Cu富Ni相演变行为及其对Al-Si多元活塞合金强化作用与机制。结果表明,Cu含量增加促使合金中耐热相由条带状Al3CuNi相为主共晶组织逐渐演变为团聚状Al7Cu4Ni相为主多元共晶组织或包共晶组织。这种组织演变促使合金室温拉伸强度逐渐升高,而350℃拉伸强度则先升高后降低。而Mg含量增加基本不影响合金富Cu富Ni相析出种类和形貌,其高温强化效果不明显；但会促使合金中Mg2Si相体积分数逐渐增加,导致合金室温下显微硬度和拉伸强度呈现先升高后降低趋势。(3)富Mo耐热相演变及其高温强化研究研制出一种Al-Ni-Mo中间合金,解决了元素Mo难于添加到Al-Si多元活塞合金进行强化的问题；探讨了富Mo耐热相演变行为及对合金高温强化行为与机制。研究发现,添加0.7、wt.%Mo能促使活塞合金350℃拉伸强度提高27.6%,与常规强化元素Mg、Cu和Ni相比,Mo具有更高的高温强化效率。其高温强化机制为：Mo在合金中形成α-Al(Fe,Mo)Si强化相,与富Ni相有机地结合形成网状组织结构,包裹住α-Al晶粒,最终形成封闭和半封闭式复杂网状结构,有效地阻止高温条件下晶界滑移,促使合金350℃拉伸强度得到明显提高。(4)Al-Si多元合金中耐热相与α-Al协同强化机制Al-Si多元合金α-Al的细化,促使长轴状树枝晶转化为近等轴状,同时导致二次枝晶之间分布的合金耐热相聚集粗化。基于活塞合金室温和高温断裂机制差异,这种细化基体和粗化合金相的组织演变,使合金室温拉伸强度升高,而高温拉伸强度有所降低。基于此现象,提出了活塞合金中耐热相及α-Al协同强化机制：适度细化α-Al,协调合金耐热相分布,促使合金具有良好室温和高温强度。基于此机制,制备了一种高温(350℃)和室温强度分别达到103.7MPa和363.9MPa的新型Al-Si多元活塞合金。