中文摘要：

铸造Al-Si合金的共晶凝固模式对凝固缺陷、组织与性能具有重要的影响。采用液淬技术与热分析相结合，研究了常规凝固条件下Al-Si合金共晶凝固模式及B、P、MM(mishmetal)和Sr的影响，提出了Al-Si体系共晶形核与生长的新机理，很好地解释了近共晶成分合金中初晶Si颗粒、枝晶状Al相与两种形态共晶Si相的组织混存现象及B、P、MM和Sr加入引起的组织行为。结合定向凝固技术与微焦点X射线成像技术，着重研究了溶质含量、温度梯度和生长速度对共晶生长模式的影响及共晶凝固模式与微孔形成间的关系规律，首次揭示了非小面-小面Al-Si共晶体系胞状共晶、柱状共晶和等轴共晶的形貌及其转变，并发现共晶凝固模式对凝固过程中微孔的形成有着重要的影响。与以往人们认为的相反，微孔通常可以在远离凝固界面前沿的液体中形核与生长，收缩性孔洞的前身都是气体析出形成的圆孔。提高凝固速度导致孔洞的平均形核温度降低、形核率升高但最终孔洞尺寸下降。这些发现有助于人们更深入、更全面理解Al-Si合金共晶凝固模式及其对孔洞形成的影响机制，为铸造Al-Si合金中孔洞缺陷的预测、模拟与控制提供试验支撑，具有重要的科学意义。