铝合金作为密度低、强度较高、塑性好、且具有优良导热和抗蚀性的轻质合金,广泛应用在航天、船舶、汽车和铁路运输等领域中。然而热裂是铝合金熔铸过程中常见的一种缺陷,铝铜合金固有的材料特性:结晶范围宽、树枝晶发达,呈糊状凝固的特征,使其热裂倾向严重,是工业生产大型均质无缺陷铸锭所面临的重要困难之一。添加合金元素作为影响合金热裂的因素之一,近年来得到人们的广泛关注。本文通过热裂敏感系数(HSC)和基于Clyne-Davie模型计算的系数(CSC)表征合金热裂倾向,并进行对比,在铝铜合金添加合金元素Mg、Zn,研究合金元素Mg、Zn对晶间液相性能及热裂的影响。并研究合金元素加入量与形成金属间化合物数量对体积的变化影响,得到Mg、Zn元素对Al-4.4Cu合金热裂的影响规律。研究结果表明:随着Mg元素添加量的增加,合金的晶粒尺寸呈先减小后增大,当添加量达到1.7%时,此时晶粒趋于均匀化,且晶粒尺寸达到最小。同时Mg元素加入量的增加,提高了合金晶间低熔点相的体积分数,并逐渐形成网格状分布;但Mg元素加入量过高将引起晶间低熔点相在晶界上的分布出现局部聚集现象。随着Mg元素的增加合金抗热裂性呈先增加后减小的趋势,当Mg元素添加量为1.7%时,合金抗热裂性最好,此时合金的热裂敏感系数HSC为1.16。Mg元素对合金热裂影响机制是通过细化合金晶粒、改变树枝晶形态、增加晶间低熔点相体积分数和分布均匀性,实现提高合金的抗热裂性;随着Zn元素的增加,合金的树枝晶组织逐渐粗化,且晶粒尺寸逐渐变得不均匀,晶界上偏聚的Zn增多,使合金液膜中逐渐出现疏松和不连续,造成热裂抗性减弱。随着Zn元素的增加合金热裂抗性呈逐渐减小的趋势。Zn元素对合金热裂影响机制是通过偏析影响,随着偏聚在晶界上的Zn元素增加,低熔点相分布不均,改变了液膜特性,导致合金热裂倾向不断增加。