利用改进的热疲劳试验机对M124F铝合金和氧化铝短纤维增强复合材料的热疲劳性能进行了研究。通过实验对比了铝合金试样形状及不同缺口类型对材料的热疲劳实验结果的影响，确定了铝合金热疲劳试验的试样类型尺寸，即20×15×3mm的矩形板状试样，缺口角度为45度，缺口为深度3mm，V形斜切缺口。这样的试样能满足铝合金材料的热疲劳研究。 以活塞用铝合金材料M124F和以此铝合金为基体的氧化铝短纤维增强复合材料为研究对象，研究了这两种材料在室温(25℃)至250℃、300℃和400℃的三组热循环条件下的热疲劳性能。应用金相显微镜和扫描电镜观察了不同循环条件下两种材料的裂纹形貌特征。对两种材料的热疲劳性能和微观机制，温度和氧化铝短纤维对铝合金疲劳性能的影响规律进行了系统的研究。研究结果表明，随着温度的升高，两种材料的热疲劳性能显著的降低。复合材料裂纹萌生所需的循环次数高于基体材料，温度升高，两种材料的热疲劳性能的差异就减小。当裂纹萌生后，复合材料裂纹扩展速率高于基体材料。 分析表明，M124F铝合金材料裂纹形成于波状滑移带和脆性基体相。复合材料裂纹大多也起始于基体中，但氧化铝短纤维与能阻碍裂纹的萌生。氧化铝短纤维的加入，降低了复合材料的塑性和韧性，提高了复合材料的裂纹扩展速率。M124F铝合金材料蠕变特征明显，蠕变的作用使材料内部形成晶间空洞和微裂纹，这些缺陷汇入疲劳主裂纹而加快裂纹的萌生和扩展.氧化铝短纤维的加入提高了复合材料的抗高温蠕变性。