Al-Si系铸造铝合金因自身良好的铸造性能、抗蚀性能以及切削加工性能,成为了目前应用最为广泛的铸造铝合金材料,常被用于汽车发动机的缸体,缸盖和活塞等零部件的制造。汽车制造业的不断发展对Al-Si系铸造铝合金的强度、塑性等性能提出了越来越高的要求,因此,需要开展以升级Al-Si系铸造铝合金性能的研究。目前微合金化和热处理是调控合金的组织和性能的重要途径。本论文通过真空压铸工艺制备出四组不同Cu元素含量的Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金材料,综合利用三维X射线显微镜（CT）、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、透射电子显微镜（TEM）以及差示扫描量热法（DSC）等技术表征手段,并结合相图计算、显微硬度测试和拉伸测试,系统研究了:（1）不同量Cu元素的添加对四组Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金铸态微观组织及性能的影响;（2）固溶处理对四组Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金微观组织及力学性能的影响,并对合金热处理工艺参数进行优化选择;（3）人工时效处理对四组Al-Si-Mg-Mn-xCu铸造铝合金微观组织及力学性能的影响。得出的主要结论如下:（1）四组铸造铝合金的铸态组织中存在少许微小孔洞,无大的缺陷产生;随着合金中Cu元素含量的增加,合金中的孔洞数目明显增多、尺寸增大。合金铸态显微组织包括呈花瓣状或枝晶状形貌的α-Al基体,呈纤维状和短棒状形貌的共晶Si,以及α-Al（Fe,Mn）Si相、Mg2Si相、Q-Al5Cu2Mg8Si6相、θ-Al2Cu相等金属间化合物。其中A1合金中无θ-Al2Cu相的形成,不同的初生相分别以不同形貌存在;合金中θ-Al2Cu相的面积分数随着Cu元素含量的增加而增加。（2）四组铸态合金的显微硬度随着Cu元素添加量的增加而增加。经530℃×4 h固溶处理后,共晶Si颗粒发生了破碎、球化和部分回溶,且随着固溶时间的延长,共晶Si球化更明显且粗化程度逐渐增加;Q-Al5Cu2Mg8Si6相、θ-Al2Cu相、Mg2Si相在固溶热处理过程中全部回溶到Al基体中;α-Al（Fe,Mn）Si相只发生极少量的回溶,具有高温稳定性。（3）峰值时效态合金中的纳米析出强化相主要为Q’相和θ’相;其中A1合金中主要析出强化相为Q’相,A2、A3和A4合金中主要析出强化相为Q’相和θ’相;且Q’相和θ’相随着合金中Cu元素含量的增加而增加。经过时效处理后,合金中Q’相和θ’析出相的尺寸大小均发生明显的长大,降低了合金的析出强化效应。（4）四组铸态和峰值时效态铸造铝合金的强度随着Cu元素的添加量的增加而不断增强,相反合金的断后伸长率则不断下降。与铸态A1合金相比,铸态A4合金的抗拉强度和屈服强度分别提升了17.15%和18.42%,但断后伸长率下降了25.78%。经峰值时效处理后四组合金强度和断后伸长率均有一定的增加。四组铸态合金的断口特征均属于混合型断口,但以脆性断裂形式为主。经峰值时效处理后态四组合金断口表面的韧窝明显增多,且韧窝变得更均匀和更深,断裂形式以韧性断裂为主。