过共晶铝硅合金因其优异的耐磨损性能、高弹性模量、低热膨胀和优异的耐高温性能被广泛应用于各类高温耐磨件。但是,由于其合金组织中存在粗大的初生硅相,严重割裂基体组织,损害合金力学性能,大大限制了过共晶铝硅合金的应用范围。因此,探究如何细化过共晶铝硅合金的初生硅相和基体组织、提高合金的强韧性对其进一步推广应用具有重要的价值。本课题以A390过共晶铝硅合金为研究对象,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、硬度和拉伸试验等手段,系统研究了变质剂成分、常规挤压铸造和流变挤压铸造工艺、以及热处理工艺对A390合金微观组织和力学性能的影响规律,揭示了磷(P)与稀土(RE)复合变质组织调控机理,阐明了压力、浇注温度、滚筒转速对合金组织性能的作用机制,探明了固溶和时效热处理对合金强韧性的影响,获得了优化的变质剂成分、流变挤压铸造成型和热处理工艺参数,使A390过共晶铝硅合金力学性能得到大幅提升,为其实际应用奠定了理论和实验基础。研究结果表明:对A390合金进行P-RE复合变质处理过程中,P的加入主要对初生硅相进行调控,使初生硅明显的细化;RE的加入主要对共晶硅相进行调控,使共晶硅更加弥散细小的在基体中分布。最佳的P-RE复合变质剂成分为:0.05wt.%P 0.2wt.%RE,该变质剂处理后的组织中硅相分布均匀,初生硅平均尺寸达23μm,较未变质组织中初生硅平均尺寸减小78%。在液态挤压铸造中,所有参数下合金组织性能与重力铸造相比均有明显改善。随着压力的增加,α-Al基体组织不断细化,这主要是因为压力提高了合金液相线温度,从而使过冷度增加,提升了熔体的形核率,同时加快了熔体至外界的传热效率。随着浇注温度的提高,合金组织中初生硅平均尺寸先减小再增加,当浇注到模具中的熔体温度略高于液相线时,初生硅平均尺寸最小,因为此时压力可以有效影响初生硅的形核及长大。优化的液态挤压铸造工艺参数为:浇注温度为760℃,挤压压力为100MPa。该工艺下A390合金挤压铸造组织中初生硅平均尺寸达26μm,且在致密的α-Al基体中均匀分布;铸态合金抗拉强度为226MPa、延伸率为0.66%,相比重力铸造合金分别提升了37.0%和120%。在半固态浆料制备过程中,随着滚筒转速的增加,A390合金组织中初生硅尺寸先减小后增加,这是由于随转速增加冷却和搅拌效果提高,使初生硅尺寸减小,但转速过快时强冷却和剧烈搅拌使熔体快速降温,初生硅大量析出长大。随着浇注温度的提高,半固态浆料组织中初生硅尺寸先减小后增大。流变成型合金组织中初生硅发生同样变化,但α-Al枝晶明显减少。并且初生硅相与液态挤压铸造相比明显细小。当滚筒搅拌出口浆料温度略低于液相线温度时,组织最优,此时滚筒搅拌作用于初生硅形核温度区间,促进了初生硅形核。优化的流变挤压铸造工艺参数为:浇注温度为780℃,滚筒转速为90r/min。该工艺下流变挤压A390合金组织中硅相细小弥散分布,α-Al无明显枝晶,初生硅平均尺寸为18μm,铸态合金抗拉强度和延伸率分别为250MPa和0.60%,抗拉强度相比液态挤压铸造提升了10.7%,延伸率变化不大。流变挤压铸造A390合金优化的T6热处理工艺为500℃固溶8h 175℃时效4h。热处理后,合金组织中初生硅尖角变圆整,Al_2Cu相大部分溶入基体,合金力学性能得到显著提升,抗拉强度达到404MPa,延伸率达到5.95%,与铸态相比分别提升了64.0%和5倍。