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固液混合铸造是一种新型的材料制备技术,其主要工艺过程是在过热的合金熔体中加入大量的同种合金粉末或润湿好的异种合金粉末,经强烈均匀搅拌后进行铸造或各种热加工。本文自行设计制造了固液混合铸造的实验设备,初步确定了固液混合铸造制备高合金含量的铝合金及高铬铸铁的基本工艺规律,采用固液混合铸造技术制备了合金成分较高的铝合金和高铬铸铁合金。通过DSC分析、力学性能测试及OM、XRD、SEM形貌分析等手段对固液混合铸造Al-Mn合金、Al-Cr合金、Al-Cu合金以及高铬铸铁的组织、性能及其后续重熔处理和挤压成形性能进行了研究,并初步探索了固液混合铸造工艺的细晶机理,研究结果如下: (1)采用固液混合铸造技术有效地改善了合金的组织:固液混合铸造制备的Al-20Mn合金的初生相尺寸可控制在10μm以内,且形貌以球形或等轴状为主。固液混合铸造Al-20Cu合金的初生α-Al为蔷薇状或近球状,其大小可以达到70μm(加入200μm～96μm粉末)或50μm(加入74μm～43μm粉末),明显小于半固态加工的120μm。固液混合铸造Al-40Cu合金初生θ相更为圆整。长度方向的平均尺寸由普通铸造500μm减至100μm(加入200μm～96μm粉末),或80μm(加入74μm～43μm粉末);径向的平均尺寸由普通铸造80μm减为40μm(加入200μm～96μm粉末),或30μm(加入74μm～43μm粉末),长径比由普通铸造的6减至2.5。固液混合铸造制备的Cr15高铬铸铁合金的共晶碳化物组织更加细小,板片长度最大为50μm,碳化物有明显的球化现象;奥氏体枝晶的树枝状形貌消除,形成更加细小的等轴晶粒;合金组织的共晶团尺寸变小,共晶团直径在20μm～50μm之间,合金的偏析得以改善。(2)固液混合铸造有效地提高了合金的抗拉强度:固液混合铸造的Al-20Mn合金的抗拉强度由传统铸造的30MPa,半固态铸造的60 MPa提高到固液混合铸造的100MPa左右,延伸率也有所提高。固液混合铸造Al-10Mn合金的抗拉强度大幅提高到130MPa,其后续加工性能得以改善。固液混合铸造Al-10Mn合金坯料经过热挤压加工后其抗拉强度提高到181MP,其中坯料最佳加热温度为600℃。固液混合铸造Al-10Cr合金的研究中发现,当粉料比为0.4,或当粉料比为0.2且粉末粒度为38μm～74μm时,合金的组织明显细化,综合力学性能较好,室温拉伸性能为:σb=119.3MPa,σ0.2=89.5MPa。在固液混合铸造工艺条件下,Al-20Cu合金的室温力学性能为:σb=165MPa,