Al基轴瓦合金具有良好的承载性、顺应性、耐蚀性等特点,目前为乘用车常用的轴瓦材料。作为软金属的Pb和Sn在铝合金中能够起到优异的固体自润滑和减磨等作用,是目前Al基轴瓦合金常用的合金元素。但是Pb作为有毒元素逐渐不被人们所接受,因此无铅轴瓦合金的开发和研究得到了广泛的关注。以探索制备Al基无铅轴瓦合金为目标,本文研究制备了含软金属Bi和In的Al基轴瓦合金,并主要开展了以下研究:对比研究了Bi和Pb对Al-Sn基合金组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响,以探索Bi代替Pb的潜质;基于Sn、Si、Cu合金元素,对Al-Bi偏晶合金进行低合金化设计,并分别研究了低合金化对合金组织和性能的协同作用;探索超声波辅助制备均质Al-In偏晶合金,并研究了其摩擦磨损性能。对比Bi和Pb对Al-Sn基轴瓦合金组织、力学性能及摩擦磨损性能的研究发现,Bi和Pb的添加均能够明显的促使Al₈₂Sn₁₅Si_2.2Cu_0.8合金富Sn软相形貌由网状向棒状转变,甚至出现富Bi或富Pb的球状相。采用纳米压痕测试发现Bi的添加提高了Al₈₂Sn₁₅Si_2.2Cu_0.8合金中Sn相的硬度,而Pb的添加对软相的硬度没有明显的影响,但是促使合金中出现硬度更低的富Pb球状相。Bi和Pb虽然改变了Al₈₂Sn₁₅Si_2.2Cu_0.8合金中软相的硬度,但是对合金的宏观硬度以及Al基体的硬度没有明显影响。摩擦磨损性能的研究表明,不同的摩擦速度下Bi和Pb的添加均会使Al₈₂Sn₁₅Si_2.2Cu_0.8合金的磨损量增加。这主要归因于Bi和Pb的添加降低了Al₈₂Sn₁₅Si_2.2Cu_0.8合金中低熔点相的液化温度,在摩擦过程中摩擦表面的软相受摩擦热的作用易产生液化,从而会加剧合金摩擦过程中的磨损。然而,摩擦表面液化的软相能够起到润滑的作用,因此,在较低摩擦速度下,Bi和Pb的添加会使Al₈₂Sn₁₅Si_2.2Cu_0.8合金的摩擦系数降低。研究了基于Sn、Si、Cu元素的Al₉₂Bi₈偏晶合金的低合金化设计,结果表明Sn能够降低Al₉₂Bi₈合金的液相分离区间宽度和两相界面张力,进而细化合金中的富Bi相,而Cu和Si起相反作用。采用纳米压痕测试发现Sn、Si、Cu对Al₉₂Bi₈合金中的富Bi相硬度没有明显改变,但对Al₉₂Bi₈合金的力学性能有明显的提高作用,提高幅度的顺序为:Si>Cu>Sn。Sn相通过三元共晶反应形成并分布在富Bi相内;Si相通过三元偏晶反应分布在Al基体内,并通过弥散强化提高合金的力学性能;Cu对Al₉₂Bi₈合金硬度的提高主要归因于Al基体内分布的θAl₂Cu和Cu的固溶强化作用。摩擦磨损研究表明,Sn、Si、Cu的添加对Al₉₂Bi₈合金的摩擦系数没有明显影响,这是由于合金的摩擦系数主要由干摩擦实验时的氧化磨损决定,合金成分对摩擦系数的影响并不明显。但元素的添加能有效的提高Al₉₂Bi₈合金的耐磨性,且合金的耐磨性与力学性能成正比。通过研究超声波辅助制备Al-In偏晶合金发现,超声波的空化效应作用于Al-In熔体的两相界面,能够产生In液滴并分散在Al液相内。另外,超声波的声流作用能够抑制In液滴在Al液相内的沉积,从而使凝固组织中出现尺寸较大且分布均匀的In相。相比于无超声波辅助的情况,经超声波辅助制备,可以提高Al-In合金中In相的体积分数。摩擦磨损研究表明,超声波辅助制备对所获得Al-In合金的磨损体积和摩擦系数没有明显影响。