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铝合金是工业中应用最广的有色金属材料之一,它广泛用于航空航天、机械制造、轮船、电力等行业。Al-Si系合金铸造性能好,焊接性能强,导电、导热性能优,常被用作架空输电线材料。但是,该类材料的导电性和力学性能兼顾性差,不能满足特定场所的性能要求,因此研发一种综合性能优异的铝合金导电材料显得尤为重要。本文选取亚共晶Al-Si合金为研究对象,将稀土元素Er添加到该类合金中,然后采用不同的热处理工艺,以期获得一种综合性能优异的铝合金导电材料。本实验用坩埚电阻炉制备了Al-4Si、Al-4Si-0.2Er、Al-4Si-0.5Er、Al-4Si-1Er、Al-4Si-1.5Er五种实验合金,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）等测试手段检测合金的微观组织和物相组成,通过四电极法测试合金导电性,通过万能拉伸试验机、显微维氏硬度计测试合金力学性能。首先,研究不同Er含量对铸态、挤压态合金第二相形貌、组成、数量、尺寸的影响,并测试其电学和力学性能。随后,对铸态、挤压态合金进行了热处理,热处理工艺为:500℃均匀化处理、540℃均匀化处理以及T6热处理（500℃固溶1 h后水淬+220℃人工时效）,对热处理态合金的组织与性能进行进一步测试并观察其变化,研究稀土元素Er及热处理工艺对合金导电、力学性能的作用机制。最后,综合各方面因素,获得出一种导电、力学性能最佳的Al-Si-Er合金。实验结果表明,铸态Al-4Si合金的相组成为:?-Al相和共晶硅相。在铸态合金中添加Er元素后,出现新相Er Si2相和Al3Er相,形貌以半连续状、带状为主,偏聚在晶界处。Al-4Si-0.2Er合金的导电率为42.4%IACS,相比于Al-4Si合金的导电率,略有降低。加入Er元素后,铸态合金的硬度呈近似直线上升的趋势,Al-4Si-0.2Er合金的硬度为49.5HV,Al-4Si-1.5Er合金硬度达到最高值55.8HV,比Al-4Si合金的硬度增加了近24%。挤压态合金相组成不变,但是第二相形貌发生改变,共晶硅相由针状、长条状变为颗粒状,新相Er Si2相和Al3Er相由半连续状、带状转变为蠕虫状、块状。在合金导电率方面,Al-4Si-1Er合金导电率达到最高值,为53.0%IACS,与挤压态Al-4Si合金相比保持稳定,但力学性能略低。考虑到合金电学和力学性能的兼顾性,Al-4Si-0.2Er合金的导电率为51.6%IACS,略低于Al-4Si合金,但Al-4Si-0.2Er合金的力学性能较高,抗拉强度为119.2MPa,伸长率为38.3%,硬度为43.8HV。稀土元素Er可以使挤压态Al-Si系合金保持导电性相对稳定的同时,提高合金力学性能。热处理可显著提高合金导电率,尤其对添加Er元素的合金提高效果更好。热处理工艺为500℃×1h炉冷时,在保证合金导电率的同时,提高了合金的力学性能。Al-4Si-1Er合金的导电率为56.0%IACS,抗拉强度为93.1MPa,伸长率为52.8%,硬度为34.2HV,相比Al-4Si合金的抗拉强度增加了近8%。热处理工艺为540℃×1h炉冷时,Al-4Si-0.2Er合金导电率达到最高值56.4%IACS,超过了Al-4Si合金,并且Al-4Si-0.2Er合金的抗拉强度为87.8MPa,伸长率为36.2%,硬度达到了最高值36.0HV,比Al-4Si合金的硬度增加了近7.8%,实现了合金电学与力学性能同步提高。T6热处理可以在保证合金导电性的同时,最大程度提高合金的力学性能。Al-4Si-1Er合金导电率为55.0%IACS,与T6态Al-Si合金相比保持稳定。合金组织中细小弥散的第二相质点使得合金的力学性能提高效果明显,并且Al-4Si-x Er合金力学性能均高于Al-4Si合金。考虑到电学与力学性能的兼顾性,Al-4Si-1Er合金的综合性能最佳。Al-4Si-1Er合金的抗拉强度为103.5MPa,伸长率为34.5%,硬度为35.3HV。因此通过本文的研究,成功制备出了一种综合性能优异的铝合金导电材料,稀土元素Er最佳添加量为1%,Al-4Si-1Er合金在T6热处理态,具有优异的电学和力学性能。