金属半固态成形与传统的固态成形和液态成形相比具有显著的优点,是21世纪最具潜力的先进制造技术之一。它分为流变成形和触变成形两种工艺,在实际生产中,主要采用的是后者,它包括坯料的制备、二次加热和半固态触变成形三个过程,其中二次加热起着承上启下的作用。但在二次加热过程中,存在晶粒长大的现象,而粗大的晶粒会影响产品性能。因此,研究二次加热过程中组织的演变规律是很有必要的。本文采用原位反应近液相线铸造方法制备X%Al₂O₃p/Al-10Cu（X=0、3.6%、4.3%、5.3%）和3.6%Al₂O₃p/Al-2.5Cu-0.9Si复合材料。通过光学显微镜、TEM等手段观察半固态坯料的铸态组织与二次加热组织,应用Image Pro Plus软件测量并统计出平均等积圆直径、形状因子、晶粒粗化动力学常数及合金液相体积分数。建立晶粒长大动力学模型,对模型计算值与试验所得的数据进行比较,系统研究原位Al₂O₃颗粒对半固态坯料组织的影响。采用原位反应近液相线铸造方法制备的上述半固态坯料的铸态组织均显示出蔷薇状+等轴晶混合组织特征,含原位Al₂O₃颗粒的复合材料晶粒较基体合金细小;Cu含量降低到2.5%时,原位Al₂O₃颗粒对复合材料的细化效果更为明显。对比观察X% Al₂O₃p/Al-10Cu复合材料的二次加热组织发现:原位Al₂O₃颗粒含量、合金元素Cu和Si、加热温度、保温时间均对二次加热组织有影响。随着加热温度的升高和保温时间的延长,含原位Al₂O₃颗粒的复合材料的平均等积圆直径及液相体积分数的增长均较Al-10Cu基体合金的缓慢。当原位Al₂O₃颗粒为5.3%时,整体效果最理想。在580℃保温10、20、40min时,含原位Al₂O₃颗粒为5.3%的复合材料的平均等积圆直径分布于65.5⁹4.4μm之间;液相体积分数分布于25.4²9.3%之间;均小于相同二次加热条件下Al-10Cu基体合金的平均等积圆直径和液相体积分数,此时平均等积圆直径小于100μm、液相体积分数为30%左右,更适合于半固态触变成形。晶粒粗化速率常数与基体合金的相比均有所减小。说明原位Al₂O₃颗粒能够抑制二次加热过程中晶粒的长大趋势,起到稳定细晶的作用,可以提高半固态坯料的热稳定性。通过所建立的晶粒长大动力学模型得出的计算值与实测值之间误差约10%。3.6%Al₂O₃p/Al-2.5Cu-0.9Si复合材料的二次加热组织较3.6%Al₂O₃p/Al-10Cu细小且CuAl2含量有所减少,Al₂O₃颗粒抑制晶粒长大的效果更为明显。