铝合金密度低,比强度高,塑性好,可加工成各种型材,且具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,在工业上的应用十分广泛。随着国家输电系统的不断升级,高强高导耐热铝合金的研究成为了材料领域备受关注的课题。在铝合金中添加Zr元素能有效提高铝合金高温强度,Al-Zr合金在时效过程中形成与基体共格、具有一定热稳定性的纳米级L1₂结构Al₃Zr析出相,对晶界及亚晶界具有强烈的钉扎效果,可有效地改善合金的抗再结晶性能和耐热性能。然而,由于合金凝固过程中,Zr元素存在微观偏析,致使Al-Zr合金晶界附近及枝晶间存在析出相贫化区,降低合金的室温力学性能和高温蠕变性能。多元合金化是提高Al-Zr合金综合性能的重要手段,Al-Zr合金中Y的添加能显著加快Al₃Zr的析出动力学,并减小合金中的析出相贫化区,且能较大程度地提高Al-Zr合金的抗再结晶性能。而Si是工业纯铝中常见的杂质元素,在Al-Zr-Y合金中添加少量Si能促进沉淀相的形成并产生明显的沉淀强化效果,因此Si的添加能进一步提高Al-Zr-Y合金的性能,研究Si的添加对Al-Zr-Y合金时效析出过程的影响具有重要的意义。本论文在Al-Zr-Y合金的基础上,研究Si的添加对Al-Zr-Y合金时效析出过程的影响规律及Si的添加对Al-Zr-Y合金再结晶行为的影响,为高性价比耐热Al-Zr-Y-Si合金的研发提供理论基础。本文的主要研究内容及结论如下:（1）阐明了Al-Zr-Y-Si合金等时时效析出特性。添加Si元素后,Al-Zr-Y合金等时时效峰值硬度明显增大,Al-0.25 Zr-0.03 Y,Al-0.25Zr-0.03 Y-0.05 Si,Al-0.25 Zr-0.03 Y-0.10 Si,Al-0.25 Zr-0.03 Y-0.15 Si合金（后文无特别说明情况下,所有合金以质量百分数wt.%表示）峰值硬度分别为30.07 HV、39.25 HV、43.87 HV、46.06 HV。在四元合金Al-Zr-Y-Si中,Si的存在进一步降低Y在铝基体中的固溶度,导致合金在凝固及冷却过程中生成较多晶界及晶内初生相,使得铸态合金硬度增大,晶粒细化。（2）揭示了Al-Zr-Y-Si合金等温时效析出机制及演变规律。添加Si元素后,Al-Zr-Y合金400℃等温时效析出相孕育期明显缩短,由原来的6 h变为2 h,甚至0.5 h。Si元素促进析出相形成的原因如下:一方面Si原子易与空位结合,形成“Si-空位”团簇,成为沉淀相异质形核核心;另一方面Si的添加大幅度降低Zr、Y原子在Al基体中的迁移能,加速溶质原子的扩散。Si元素的这一特性也是合金耐热性能降低的主要原因,从400℃等温时效硬度曲线中可以看到,时效200 h后,Al-0.25 Zr-0.03 Y-0.15 Si合金出现过时效现象。（3）探讨了Al-Zr-Y-Si合金的抗再结晶性能。Si的添加虽然增加了合金时效析出相的数量密度,改善了析出相贫化区,但也使合金溶质元素的交互作用更加复杂,合金凝固过程中生成较多的初生相,铸态晶粒细化,导致合金抗再结晶性能降低。Al-0.25 Zr-0.03 Y和Al-0.25Zr-0.03 Y-0.10 Si合金的再结晶温度分别为510℃、460℃。因此Si的添加在一定程度上降低了Al-Zr-Y合金的再结晶温度。