铸造Al-Si合金由于其优异的综合性能在汽车轮毂、副车架等关键部件得到了广泛应用。但是,随着社会需求的不断提高,一般的Al-Si合金强度较低、热处理工艺时间较长,所以在实现铸造铝合金快速热处理的同时,并保证良好的力学性能成为铝合金应用的研究热点。本论文以铸造Al-7Si合金为基础,通过添加合金元素Er、Cu、Mg进行复合改性,采用OM、SEM、TEM、万能试验机、布氏硬度计等方法系统地研究了复合微合金化对铝合金的强化机制以及快速热处理过程中的组织、硬度和拉伸性能的变化规律。研究结果表明:元素Er不仅可以细化Al-Si-Cu-Mg合金的晶粒,还可以对共晶硅起到变质的作用。Er细化变质后合金的树枝晶密度变大,具备明显的生长趋向,共晶硅由大块状转变为细小的纤维状。合金中Cu含量的增加可以明显的提升硬度和强度,而损失一定的塑性。当Cu含量达到1.0 wt.%时,硬度和抗拉强度分别为76.2 HBS和237.3 MPa,伸长率降至了3.7%。在固溶处理过程中,Al-7Si-1Cu-0.3Mg合金的共晶硅经历了破碎、球化和粗化的过程,共晶硅的尺寸随着固溶时间的延长而增加,而长径比呈下降的趋势。在一定的固溶时间内,将固溶温度从540℃提高到550℃,共晶硅球化速率加快。合金中的含Er相,550℃下固溶处理60 min后,由长条状转变为珊瑚状。另外,固溶处理后长针状的Al5Fe Si相发生钝化。固溶处理温度越高,扩散系数越高,合金元素扩散加快。合金550℃下固溶处理时,Cu和Mg元素固溶到铝基体中的速率更快更均匀。Al-7Si-1Cu-0.3Mg合金的快速热处理工艺为:550℃固溶处理180 min,170℃时效4 h。元素Er能抑制铝基体和共晶硅的形核温度,使合金的共晶硅熔化温度降低至570.4℃。合金的硬度随时效时间呈先上升后下降的趋势,温度为170℃时,时效硬化的速率最大,时效4 h合金达到峰值硬度109.6 HBS。合金快速热处理后,其抗拉强度和伸长率分别为330.1 MPa和8.6%,拉伸断裂方式为混合型断裂,断裂初生裂纹起源于共晶区。