半固态成形技术以其高效、节能、近净形生产以及成形件性能高等诸多优点,已成为21世纪最具发展前景的金属成形工艺之一,得到了人们的广泛关注。获得细小、均匀的初生球状组织是整个半固态加工技术的基础和关键。为此,本文针对工业上广泛应用的亚共晶成分的铝硅A356合金,通过实验着重研究亚共晶铝硅合金在液相线附近及固液相区,采取适当的工艺条件、适当的变质剂从而找到生成球状晶最佳工艺条件,观察其α-Al的形貌演变的过程,以此来探讨球状晶形成机理,加深我们对亚共晶型半固态铝硅合金形成机理的认识,为工业生产提供了一定的研究基础和理论依据。研究结果表明:A356合金在590℃~650℃之间不同的等温温度下进行等温处理时,595℃以上,随等温温度的降低,初生α-Al相形态由发达的树枝晶向蔷薇状枝晶再向粒状等轴晶转变,而595℃以下,初生α-Al相形态有蔷薇化趋势;A356合金在605℃下等温不同时间金属型浇注,随着等温时间由1min延长到60min,初生α-Al相的组织演变如下:树枝晶→块状→蔷薇状→碎块状→球化→蔷薇化趋势;在近液相线附近617℃浇注可以得到中心和边部的铸造组织都非常均匀、细小、近球形晶粒;与未加变质剂的A356合金相比,加了稀土或A1-Ti-B中间合金后,在等温过程中,晶粒由树枝晶向球状晶的转化速度明显加快;当稀土镧量为0.6%并且在595oC等温处理1分钟的工艺条件下所得的金相组织为最好。本文的特色之处在于:A356合金在605℃下等温不同时间金属型浇注,随着等温时间由1min延长到60min,初生α-Al相的组织演变如下:树枝晶→块状→蔷薇状→碎块状→球化→蔷薇化趋势,并从理论上分析了此转变过程。分析了稀土镧对Al-Si共晶组织的变质作用主要是:稀土原子吸附在硅相孪晶沟槽中,并不全部随固-液界面的推移而推移,而是有相当一部分嵌入硅相晶格中成为异类原子缺陷,引起晶格畸变改变其生长方式,从而使共晶硅由粗针板片状转变为细小颗粒状。