过共晶铝硅合金具有高耐磨性、轻质、高强度、低的热膨胀性及高耐热性等一系列优点，尤其是在汽车领域，越来越引起人们的广泛关注。但是，过共晶铝硅合金组织中通常存在粗大的五瓣星形状、八面体状、板片状等形貌的初生硅，在外力作用下，这些粗大初生硅尖端和棱角及缺陷空洞处很容易引起局部的应力集中，严重的割裂着合金基体，明显的降低了合金的力学性能，降低了合金的塑性、强度。此外，硬而脆的粗大初生硅在机械加工的过程中，也会加快刀具的磨损，使得工件的表面光洁度得不到保证，无法满足实际应用的需求。研究表明，若过共晶铝硅合金基体中均匀分布着细小初生硅，合金的性能将得到极大改善。因此，细化过共晶铝硅合金中的初生硅是非常有必要的。细化初生硅的方法有很多，如变质处理、电磁搅拌、超声振动、快速凝固等，但是效果最明显的、操作最简单的是变质处理，即向熔体中加入外来形核剂，形成初生硅形核的核心。本文研究了不同变质处理方案对过共晶Al-20Si和Al-20Si-4Cu合金组织以及性能的影响，得到了以下结论：(1)复合变质处理对过共晶铝硅合金组织有良好的细化作用。对于过共晶Al-20Si合金，Al-P、Y2O3和TiC复合变质可以使合金中的初生硅细化到15μm，并且共晶硅也得到明显细化，由长针状变成短针状或点状。对于过共晶Al-20Si-4Cu合金，Al-P、Y2O3复合变质能同时细化初生硅和共晶硅，初生硅的平均尺寸由86μm细化到了16μm，共晶硅由长针状变成了短针状或点状；经过T6热处理之后，合金中初生硅棱角变的圆钝，初生硅的尺寸没有明显变化，共晶硅得到了明显的细化，变成了圆整的点状。(2)研究了变质处理提高过共晶铝硅合金抗拉强度的规律和作用机制。对于过共晶Al-20Si合金，变质处理后合金的抗拉强度由127MPa增加到了193MPa，增加了52%，延伸率由1.7%增加到了4.2%，增加了147%；对于过共晶Al-20Si-4Cu合金，T6热处理后，合金的抗拉强度由209MPa增加到了329MPa，增加了57%，延伸率由4.0%增加到了5.9%，增加了47%。初生硅的尺寸对于合金的抗拉强度影响起主要作用，共晶硅的形貌对于合金的抗拉强度影响不大。合金的断裂方式是塑性断裂与脆性断裂相结合的方式。不论是过共晶Al-20Si合金还是Al-20Si-4Cu合金，变质处理后初生硅都得到了明显的细化，存在于合金初生硅中的缺陷数量大大减少，拉伸时裂纹的萌生与扩展受到抑制，从而使抗拉强度提高；对于过共晶Al-20Si-4Cu合金，由于合金中存在Cu2Al，拉伸时位错的运动受到抑制，使其抗拉强度高于过共晶Al-20Si合金。(3)研究了过共晶Al-20Si和Al-20Si-4Cu合金的体积磨损率随着磨粒粒度和载荷的变化规律：随着磨粒粒度与载荷的增加，过共晶铝硅合金的体积磨损率逐渐增加；变质之后耐磨性都略微有所下降，大约下降5%~10%。揭示出合金的磨粒磨损机制是微观切削、微观犁沟和微观剥落共同作用的结果，但以微观切削为主。(4)变质处理后过共晶Al-20Si合金的表面光洁度要比变质处理前好，表面粗糙度由变质前的2.83μm降到变质后的1.33μm。揭示出变质后过共晶Al-20Si合金的切削加工性能提高的机制，细小的初生硅在切削加工过程中可以协同基体的变形，避免刀具与粗大的初生硅碰撞。