为提高Al-Si多元活塞合金的高温强度,本文采用铸造合金化的方法在工业试验条件下研究了Mn、RE、Ni、Fe等几种微合金化、合金化元素对Al-Si多元活塞合金的高温强化效果,并探索了挤压铸造对活塞合金力学性能的影响。利用扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）、电子探针（EPMA）、X射线衍射仪（XRD）、差式扫描量热仪（DSC）等手段,分析了所制备各合金的微观组织、相组成与种类及一些合金的凝固过程,并对各活塞合金的高温强化机理进行了探讨。分别研究了微量Mn元素和微量混合RE对ZL109活塞合金的高温强化效果。发现随着合金中Mn含量的增加,ZL109合金中会出现含Mn化合相的演变。其中,加入的微量Mn元素当大多数存在于树枝状的Al₉FeNi耐热相中时其具有最佳的高温强化效果,再进一步增加Mn含量会导致形态很差的一种板片状含Mn相生成,使高温强化效果变差。研究发现微量混合RE也可对Al-Si多元活塞合金起到微合金化作用,明显提高合金的高温抗拉强度。微量富铈混合RE的加入可使得合金中AlNiCu耐热相的数量增多,体积分数增大,从而起到热强化效用。此外,混合RE的加入还可在合金中形成一种新的颗粒状富RE化合相。探索了挤压铸造方法对Al-Si多元活塞合金力学性能与显微组织的影响。试验发现挤压铸造可明显提高活塞合金的室温力学性能,但对高温抗拉强度的提高作用不大,与重力铸造相比甚至降低合金的高温抗拉强度。挤压铸造可使合金中的共晶Si呈粗棒或块状分布,而不再呈重力铸造合金中典型的针片状,从而降低了其割裂α-Al基体的不利影响。此外还发现,挤压铸造易促使活塞合金中的Al₉FeNi化合相呈粗大状析出,对合金的高温强度造成不利影响。在A牌号高性能活塞合金的基础上进行了Ni元素的进一步强化探索。试验发现,随着合金中Ni含量的增加,合金组织中的主要耐热相发生演变:从网状的Al₃CuNi演变为环絮状且呈封闭或半封闭态分布在α-Al枝晶晶界上的Al₉FeNi,最后演变为呈粗骨状的Al₉FeNi。其中,当Al₉FeNi呈环絮状封闭或半封闭分布在α-Al枝晶晶界上时,合金的高温强度有最显著的提高,且室温、高温综合强度最好。为尽量节省昂贵元素尤其是Ni在高性能活塞合金中的使用,制备了Fe、Cu、Ni综合强化的高强耐热活塞合金。试验发现Fe的适量加入可在活塞合金中形成形态较好的块状Al₉FeNi耐热相,对提高合金的高温强度尤其是350℃以上的高温抗拉强度有利;但添加过多的Fe则会导致合金中生成形态很差的粗大Al₉FeNi相。此外,在利用Fe、Cu、Ni综合强化时辅助加入Cr元素可进一步强化活塞合金。Cr的加入可使合金中生成热稳定性非常高的Al₁₅（Fe,Cr,Mn）₃Si₂耐热相,它与其它热强相如Al₉FeNi、Al₃CuNi、Al₇Cu₄Ni等一起可起到高温下共同强化α-Al基体的作用,从而使合金的高温强度大幅度提高,其中350℃时的抗拉强度可高达99.77MPa。