铸造Al-Si系耐热合金有良好的铸造性能、较高的耐磨性和易加工等特点，可用于制造活塞。齐广慧等[11]研究了二元Al-Si合金的力学性能与显微结构的关系，发现Sr变质的二元Al-Si合金的力学性能在共晶点附近达到最大值，近共晶成分的Al-Si合金具有良好的综合性能。但是由于其高温性能有限，需要进行合金化提高以其高温性能。添加Cu、Ni、Mg等元素形成Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi、Al9FeNi等热稳定性较好的金属间化合物，可提高Al-Si合金的高温性能。王宪芬等[12]研究了Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞铝合金的组织和性能，发现在合金中生成了Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi等金属间化合物。Li Y等[13]研究了Al3Ni、Al7Cu4Ni、Al3CuNi三种富Ni相的特性，发现Al3CuNi的高温稳定性最好，有利于提高其高温性能。Yang Y等[14]研究了不同Cu含量的Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞铝合金中富Ni相的演化，发现随着Cu含量的提高组织中呈网状与半网状的Al7Cu4Ni、Al3CuNi相逐渐增多，使其高温性能显著提高。其原因是，Ni在Al-Si-Cu-Ni-Mg活塞铝合金中主要以Al3Ni、Al7Cu4Ni和Al3CuNi的形式存在，其中网状或半网状的Al7Cu4Ni、Al3CuNi相最有利于提高其高温性能。另外，过渡族元素Mn、Cr、Ti、Zr、V等可与铝生成熔点较高、再结晶温度也较高的包晶和共晶系组织，也可与合金中的其他元素生成强化相。例如：在合金中加入微量的Ti、Zr、V可生成稳定性较高的Al3X相，作为异质形核核心细化晶粒；同时，还可与其他元素生成强化相使合金的室温和高温性能提高。微量Mn可将针状β-Al5FeSi相改变为块状或汉子状α-Al15(Fe,Mn)3Si2相，使合金的力学性能提高[15]。在铸造Al-Si系合金中添加的微量Cr元素聚集在一些相的周围改变合金中部分Al3CuNi相的形貌，在基体中形成立体网状耐热相，使合金的高温强度提高[16,17,18,19]。还有一些研究者添加稀土元素改善铸造铝硅合金的耐热性能，不仅可细化初晶Si和共晶Si还起强化合金的作用。钱钊等[20]发现，在活塞合金中加入微量Ce和La使其溶入耐热化合相AlNiCu，可取代溶入位置的部分Ni起合金化作用。这种取代“等效于”提高合金中Ni的含量，在合金中生成更多的AlNiCu耐热相，提高其耐热性。除合金化方法外，热处理也是一种改善耐热铝合金性能的方法。合金热处理后细小的析出相弥散分布在晶内和晶界，在高温下阻碍位错滑动和钉扎晶界。在T6热处理方案中，固溶处理方案是调控组织的重要方法。强华等[21]研究了热处理对活塞用铝合金的微观组织和性能的影响，发现固溶处理温度和处理时间对合金的组织具有显著的影响。经过510℃×4 h，180℃×6 h热处理后，合金的拉伸强度、硬度及耐磨性都显著提高。在传统的单步固溶处理中，固溶温度过高使低熔点富Cu相过烧，过低又使富Cu、富Ni相不能充分固溶进基体中。Sokolowski等[22]提出的双步固溶处理方案，已经用于活塞铝合金的热处理。双步固溶处理，是在传统的固溶处理后再在更高温度进行一次固溶处理。双步固溶处理的第一步是将低熔点共晶相溶解入基体，防止其在高温下熔化；第二步是将更多的金属间化合物固溶于基体中，以提高合金的固溶强化效果。本文以Al-Si-Cu-Ni-Ce-Cr为研究对象，对比分析铸态、单步固溶、双步固溶的组织变化和力学性能。