面对环境和能源的双重压力，发展高性能轻质材料已成为现在材料研究的热点。Al-Si合金具有重量轻、比强度高、良好的导电导热性能、较高的耐磨性以及较低的热膨胀系数等优异的综合性能，使其在汽车制造、航空航天以及机械制造等领域得到广泛应用。传统Al-Si二元合金，由于组织中初生硅或共晶硅易引起应力集中，且组织中没有析出强化相，使得Al-Si二元合金的强塑性较低，限制其发展。近年来，面对高转速大功率发动机对其制造材质强塑性的要求越来越高，因而Al-Si合金强塑性的提高面临更大的挑战。因此，为了进一步提高Al-Si合金的室温、高温强塑性，本文以Al-13Si-5Cu-2Ni合金（设计成分（wt.%）：Si13.0，Cu5.0，Ni2.0，余量为Al）为研究对象，探索了P变质处理和纳米TiC颗粒增强对Al-13Si-5Cu-2Ni合金组织与强塑性的影响规律及机制。本文主要研究结果如下：(1)优化出Al-13Si-5Cu-2Ni合金的最佳T6热处理工艺为：固溶温度与时间为510℃×8h；时效温度与时间为165℃×10h。i)经510℃×8h固溶处理，枝晶界处Al2Cu相和部分Al-Cu-Ni相固溶到α-Al基体中，初生硅棱角钝化，条状共晶硅熔断成细小的共晶硅，但固溶温度超过510℃会导致合金过烧，固溶时间超过10h会导致共晶硅粗化。ii)经165℃×10h时效处理，θ相的尺寸较小、数量多、分布均匀，时效硬度最高。165℃时效6h、10h和14h后，θ相的平均直径长度分别为76.99nm、89.21nm和102.68nm；厚度分别为8.62nm、16.91nm和17.30nm；合金的硬度分别为160HV、164HV、152HV。iii) Al-13Si-5Cu-2Ni合金经510℃×8h固溶，165℃×10h时效，综合力学性能最好，拉伸强度为385MPa，断裂应变为6.0%。(2)揭示出P变质可以同时细化Al-13Si-5Cu-2Ni合金中初生硅和共晶硅。0.1wt.%P对初生硅变质效果最好，初生硅的平均尺寸由未变质的24.09μm左右细化到12.02μm左右；0.005wt.%P对共晶硅的细化效果最好，共晶硅的平均尺寸由未变质的4.16μm左右细化到为2.55μm左右。(3)揭示出P变质提高Al-13Si-5Cu-2Ni合金的常温拉伸强度、断裂应变和高温断裂应变。i)0.1wt.%P变质合金的常温拉伸强度和断裂应变均达到最大，分别为411MPa和8.4%，与未变质合金的383MPa和5.8%相比，分别提高了7.3%和44.8%。ii)0.005wt.%P变质合金高温断裂应变提高最显著，由未变质合金的8.6%提高到24.4%，提高了近1.8倍。但变质合金的高温拉伸强度与未变质合金相比，略有下降。(4)发现在纳米TiCp/Al-13Si-5Cu-2Ni复合材料中纳米TiCp可以细化基体合金中的共晶硅、θ析出相和条状Al-Cu-Ni相。添加1.0wt.%纳米TiCp对共晶硅和θ析出相细化的综合效果最好，共晶硅平均尺寸由基体合金的4.16μm左右减小到2.80μm左右；纳米θ析出相的平均尺寸由基体合金的直径约89.21nm左右，厚度约16.91nm左右减小到直径约64.17nm左右，厚度约13.30nm左右；条状Al-Cu-Ni相变成不连续的颗粒。当纳米TiCp的添加量超过1.0wt.%时，Si元素的存在会促使部分纳米TiCp分解，生成针状的Al3TiSi相和板条状Ti-Si-C三元相，复合材料的拉伸强度开始恶化。(5)揭示出纳米TiCp含量为1.0wt.%时，纳米TiCp/Al-13Si-5Cu-2Ni复合材料的常温力学性能最好，拉伸强度和断裂应变分别为408MPa和7.50%，与基体合金相比分别提高了6.5%和29.3%；高温断裂应变由基体合金的8.6%提高到10.1%，高温拉伸强度变化不大。(6)揭示出纳米TiCp/Al-13Si-5Cu-2Ni复合材料的室温强化机制：共晶硅细化，纳米TiCp弥散强化和θ析出相细化的综合作用。