中文摘要：

通过热力学计算与分析，建立合金半固态成形性判据，设计开发出更适合于液相线铸造与半固态成形的新型轻合金体系；研究近液相线铸造组织控制的热力学与动力学原理，建立工艺的临界条件及有效区域；通过局部重熔和触变成形中的热力学计算和组织模拟，建立合金触变性与内部组织和外部条件的关系，为成形奠定理论基础。

结论摘要：

半固态成形技术以近净形生产、成形件性能高等优点，成为最具发展前景的成形技术之一，但成形专用合金品种的局限性制约了该技术的发展。本项目以铸造铝合金为研究对象，针对液相线半连续铸造特点，以金属凝固过程的热力学和动力学原理为基础，利用多场耦合并结合晶粒形核生长及相场模型，进行制浆过程的组织模拟，研究了凝固时各种因素对微观组织形成的影响；应用Miedema模型进行平衡相形成的计算与预测；依据半固态成形性判据，利用Thermo-Calc软件非平衡凝固热力学计算进行新型半固态合金设计及合金化；分析二次加热组织，研究加热温度和保温时间对浆料组织演变的影响；进行合金半固态压缩变形规律研究和力学模型确立；结合半固态成形工艺，进行触变成形过程数值模拟及分析，研究工艺参数对成形组织的影响，并进行成型模具优化设计。由模拟计算和分析，确定半固态成形的临界工艺条件和有效区域，对设计的合金进行液相线半连续铸造浆料制备，二次加热及触变成形实验，获得轮廓清晰、性能优异的成形件，其中AlSi7MgBe成形件热处理后，σb=338MPa，δ=13.8%，同比常规铸件提高4倍，为产业化生产应用奠定了良好基础。