A356.2合金因为具备良好的综合性能已被广泛应用于汽车、高铁和航空航天等领域。目前工业生产中普遍采用的Al-5Ti-1B、Al-10Sr细化和变质剂仍不能充分提高合金的力学性能,特别是在提高合金热稳定性方面效果并不理想。本文采用铸造熔炼工艺,选用Sc元素为主要添加元素,制备了不同Sc含量和Sc/Sr比例的A356.2合金,利用OM、SEM、TEM和万能电子试验机等检测手段研究了Sc元素和Sc、Sr复合添加对A356.2合金微观组织和力学性能的影响并探讨了其细化和变质机理。在此基础上探究了Sc和Sr元素复合添加后A356.2合金在循环热暴露条件下的微观形貌和力学性能的演变规律,综合评估了合金的热稳定性能。研究结果表明:Sc元素可以显著细化A356.2合金的α-Al晶粒和二次枝晶间距,使针状共晶硅转变为短棒状和颗粒状,但同Sr元素相比Sc元素对合金的变质效果并不理想,导致合金的力学性能较低。Sc和Sr复合添加后,A356.2合金中的α-Al和二次枝晶间距得到进一步细化,共晶硅得到充分变质,合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和Q值分别为208.39 MPa、108.7 MPa、10.23%和358.97 MPa,较传统细化变质剂处理后的合金分别提高4%、8.2%、14.3%和4.6%。在循环热暴露实验中,随着热暴露温度和时间的增加,α-Al的二次枝晶臂和共晶硅出现粗化,致使抗拉强度、屈服强度和显微硬度在热暴露前期呈现降低趋势,在热暴露后期,由于Al₃Sc相的析出使力学性能趋于稳定,且提高合金在200℃时的热稳定性。热暴露温度较低时,原子热运动较弱,不易形成空位,Al₃Sc相的析出需要更长时间,因此在200℃循环热暴露时,力学性能需要循环热暴露6×4 h才能趋于稳定,而热暴露温度较高时,空位可快速形成并促进Al₃Sc相的析出,力学性能趋于稳定的时间明显减少。