A357铝合金作为一种典型的铸造铝合金,具有优良的铸造性能,广泛用于汽车、航空、军事等领域。但是,铝合金在高温下的强度低、抗蠕变性能差、服役寿命短等限制了其在高温、高应力等恶劣环境中的应用。在铝合金中引入弥散的增强相,是提高合金高温强度与抗蠕变性能的重要途径。本课题采用原位合成方法制备原位颗粒增强A357基复合材料,研究其微观组织结构、常温力学性能与高温蠕变性能。本研究对比了A357-Na₂B₄O₇-K₂ZrF₆与A357-KBF₄-K₂ZrF₆两种反应体系合成的颗粒增强A357基复合材料。通过OM、XRD、SEM、TEM等材料分析手段,研究了两种反应体系合成复合材料的相组成、凝固组织及增强体颗粒的特征。试验结果表明:施加磁场频率为5Hz,电流为150A,磁场强度为0.023T,两种体系均能合成增强体颗粒;A357-Na₂B₄O₇-K₂ZrF₆体系合成原位二元颗粒,为Al3Zr与ZrB2。增强体体积分数较低时,原位合成增强颗粒为长条状Al3Zr,尺寸为10⁴0μm。增强体体积分数增长至2%,ZrB2增强颗粒开始形成但数量很少,尺寸为0.5¹μm;A357-KBF4-K2Zr F6体系合成原位ZrB2增强颗粒,尺寸为100nm,部分颗粒尺寸可达50nm。且原位合成的纳米级Zr B2增强颗粒可作为异质核心,细化基体材料晶粒;此外,施加磁场频率增大为14Hz,电流为150A,磁场强度为0.064T,A357-Na₂B₄O₇-K₂ZrF₆体系合成复合材料的ZrB2增强体数量增多,尺寸减小为200³00nm,Al3Zr颗粒数量减少,且尺寸减至10μm左右;A357-KBF₄-K₂ZrF₆体系合成ZrB2增强颗粒分布于材料中的均匀性提高。室温力学性能测试表明:磁场强度为0.023T,A357-Na₂B₄O₇-K₂ZrF₆体系合成原位（Al₃Zr+ZrB₂）p/A357基复合材料抗拉强度随颗粒体积分数的增长呈现上升趋势,颗粒体积分数为2%时,复合材料抗拉强度达到280MPa,为基体的1.04倍;A357-KBF₄-K₂ZrF₆体系合成原位ZrB2np/A357基复合材料的抗拉强度随着原位颗粒体积分数的增加而上升,颗粒体积分数为2%时,发现抗拉强度为325MPa,是基体合金的1.24倍;磁场强度提高至0.064T,原位（Al3Zr+Zr B2）p/A357基复合材料与ZrB2np/A357基复合材料抗拉强度均有所提高,颗粒体积分数为2%,两种复合材料抗拉强度分别达到298MPa与347MPa,为基体的1.14倍与1.32倍。高温蠕变性能测试表明:材料所含增强体颗粒体积分数、试验温度与外加应力均能影响原位ZrB2np/A357基复合材料的蠕变性能,随着原位颗粒体积分数增加,复合材料的蠕变速率由7.27×10-6s-1减小至1.29×10-7s-1,表观应力指数n由6.01增长为14.96,蠕变激活能从93KJ/mol提高至152KJ/mol;蠕变试验温度或外加应力提高,复合材料的稳态蠕变速率均增长;将复合材料的稳态速率与外加应力的对数进行线性回归,发现复合材料真应力指数为5,表明蠕变由位错攀移控制,而蠕变变形机制为第二相粒子增强机制,且温度从523K升高至573K时,门槛应力由15.57MPa下降至1.84MPa;蠕变断口表明,原位ZrB2np/A357基复合材料的蠕变断裂方式为韧性断裂。