半固态加工技术所获得的组织是球晶或玫瑰状组织而非传统的枝晶组织。关于这种球晶结构的演化机理和对部分凝固合金浆液的流变性的认识还很肤浅和缺乏。为了获得更多的剪切速率及冷却速率对球晶生成和流变性影响的信息，特别是在瞬态过程中的这一关系，必须同时进行组织观察和粘度测量。本文正是基于这样的认识，采用透明模型合金自行设计研制了透明模型合金半固态观察装置及观测装置。利用此观察装置对丁二腈—水透明模型合金半固态处理过程进行了实时观察，并对半固态处理过程中的组织形成规律及演化机理进行了研究。得到的主要研究结果如下：1．自行研制的透明模型合金半固态观察装置能够在变化范围较宽的冷却速率和 剪切速率条件下对半固态组织演化进行连续动态观察和记录。2．自行研制的透明模型合金半固态观测装置能够同时实现组织观察和粘度测量。3．首次采用丁二腈—5at.％水透明系合金对半固态条件下球晶的形成过程进行了 实时动态观察，发现球晶并非由断裂的枝晶钝化形成，而是能够由液相形核生 长产生的。4．半固态处理过程中搅动速率显著影响球晶形核，球晶形成存在一个搅动速率的 阀值；同时，搅动速率的突变容易造成合金在突变后一定的时间内球晶的大量 形核生长；当球晶形核长大达到一定的固相分数后，若保持温度恒定，停止搅 拌后，合金中球晶的形态和尺寸可在长时间内基本保持稳定。5．在搅动初期，枝晶及非枝晶都可以形成。冷却速度慢、搅动速度快时，非枝晶 组织形成的倾向较强；当冷却速度快、搅动速度慢时，枝晶组织形成的倾向较 强。6．无论搅动初期形成的组织是枝晶组织还是球晶组织，随着搅动的继续进行都能 够形成球晶组织。7．对球晶组织形成及演化机理进行的初步分析表明由于液相存在强烈的对流能 够为球晶保持稳定生长创造有利条件；理论计算也表明半固态非枝晶组织的形 成不是由枝晶演化而来，而是能够由液相形成和长大；同时在流体作用下，球 晶发生团聚及融合。