铝硅合金是应用最广泛的铸造系铝合金,主要用于制造形状复杂的中低强度的铸件,并以质轻、低膨胀系数和高耐蚀性能等特点在建筑和汽车行业备受青睐。众所周知,材料在热加工或机械加工的过程中,由于各相热膨胀系数不同及材料各向异性等因素,会在材料内部产生不同程度的变形。这一过程不可避免的引入了残余应力,最终严重影响材料的加工及其应用,是造成材料过早失效甚至造成严重事故的一个主要原因。因此,明确材料的微观应力状态及材料的微观力学行为演化具有重要意义。目前关于铝硅合金形变过程中的微观力学行为分布及演化尚未见到报道,因此本论文以铝硅共晶合金(Al-12.7%Si)为研究对象,并对其进行了加热至300℃后空冷、加热至550℃保温4小时、加热至550℃保温12小时三组不同的热处理,以获得不同的组织和性能并进行对比分析。利用XRD衍射仪、金相显微镜、数显显微维氏硬度计对材料的基本性能进行了评定。利用同步辐射高能X射线原位衍射技术,研究了铝硅共晶合金在形变过程中平行和垂直于拉伸方向的微观力学行为特征及演化规律,从而得出以下主要结论：物相分析结果显示,三组热处理状态下的铝硅合金均由而心立方的A1相和面心立方的Si相组成。由显微组织观察可知,300℃热处理后的Si颗粒呈长条的粒状,加热至550℃保温4小时和加热至550℃保温12小时的样品中的Si颗粒更为圆整。保温4小时和保温12小时对Si颗粒的形态影响不显著。力学性能测试结果表明,加热至550℃保温12小时的试样的力学性能最优,屈服强度为83MPa,抗拉强度为159MPa,硬度平均值为59.4HV,均高于另外两组热处理状态的试样。加热至550℃保温4小时的试样的屈服强度77MPa,抗拉强度为151MPa,硬度平均值为58.8HV；加热至300℃后空冷的试样屈服强度为76MPa,抗拉强度为149MPa,硬度平均值为55.3HV。三组热处理的显微硬度测试结果表明Al相的硬度约为45HV,Si相的硬度约为70HV。观察同步辐射原位拉伸的衍射峰图可以看到,拉伸对衍射峰的分布及强度影响不大。各晶面沿拉伸方向取向分布相对均匀,平行于试样表面的多为Al(111)、A1(200)和Si(220)晶面；各晶面沿横向取向分布差异较大,Al(111)和A1(220)晶面的强度很大,其余各晶面强度都较弱,由此可知,平行于试样表面的多为Al(111)和Al(220)晶面。对于Si相而言,由于在合金中所占比例较少,因此,衍射峰的强度较弱。通过对衍射峰强度的定量描述可知,形变对Si(111)晶面、Al(200)晶面的晶粒取向影响较小；Al(111)和Si(220)晶面的衍射强度发生了变化,这表明材料在加载的过程中,内部的晶粒由于受到外力的作用,发生了转动,进而取向发生了变化。我们观察到Al(200)晶面呈锯齿形的波动,推测可能出现了微孪晶,导致结构发生改变,衍射强度的变化可能是由结构变化导致。加热至550℃保温12小时试样的A1(111)面衍射强度在应力超过1OOMPa后有明显的上升趋辨,这与衍射峰图中的观察结果一致,这表明在进入塑性变形阶段后,一些晶粒向易发生滑移的(111)面发生了转动。研究点阵应变曲线演化规律结果表明,热处理对弹性衍射常数有一定的影响；进入塑性阶段,A1相晶面的应力应变曲线先发生屈服,均在宏观应力应变曲线的屈服点以下,且进入塑性变形阶段后,随着应力的增加,Al相应力应变曲线的斜率出现了弯折回来的现象,可以理解为相的屈服,我们的观点是弯折回来可能表明位错突然进入该相中,尚不稳定,当位错穿越两相界面时,应力会在不同取向晶粒间重新分配,包括通过横向的约束作用,综合效应可能导致A1相较低的弹性应变；Si相晶面的应力应变曲线为上凹曲线,且无明显的屈服,曲线的拐点与宏观的非线性起点一致,这表明Si颗粒在塑性变形过程中,承受了主要的载荷。外加应力卸载后,Al相受到了残余压应力,Si相受到了残余拉应力。各晶面的半高宽随外加载荷的增加变化不大,但呈锯齿形波动。加热至550℃保温4小时的试样的Al(200)晶面的半高宽随着应力的增加呈减少的趋势,这是由应力诱发晶粒长大所致。加热至550℃保温12小时的试样Al(220)晶面的半高宽随着应力的增加呈增大的趋势,这是由于晶粒尺寸的减少或位错密度的增加所致。