在实际凝固体系中，由于种种原因液相中不可避免出现流动，凝固过程中的液体流动按其产生原因可分为自然对流、强迫对流及亚传输过程引起的对流。凝固过程中的熔体流动对晶体生长和材料性能有着重要影响，成为材料科学领域内一个研究热点。本文主要研究自然对流和强迫对流等熔体流动条件下的合金定向凝固组织演化规律，从而考查熔体流动对凝固过程的影响。 1.首先通过内外试样的同心嵌套设计，并改变内外试样的尺寸来调整熔体中的自然对流强度，在垂直Bridgman定向凝固装置上开展了定向凝固试验，研究自然对流对Al-4.5wt％Cu合金定向凝固组织的影响。结果表明温度梯度和抽拉速率均相同的定向凝固试样，尺寸较大试样的组织呈规则胞状或树枝状时，对应尺寸较小试样组织胞晶尖端发生分叉或杂乱树枝状，尺寸较小的试样液-固界面稳定性较差。分析认为其主要原因是较小试样尺寸限制了液相中自然对流致使溶质原子液-固界面处大量富集，从而增大了液-固界面前沿成分过冷导致的。 2.其次，通过在定向凝固过程强制正反转坩埚，研究强迫对流对60Si2MnA合金凝固组织的影响。结果表明定向凝固过程施加正反转的试样一次枝晶的生长方向发生偏转，不再平行于热流方向，试样液-固界面前沿的糊状区明显变短，试样一次枝晶间距也明显较小，液-固界面稳定性变得更好。分析认为其主要原因是正反转引起金属熔体中强烈的对流，降低了凝固界面前沿溶质富集程度，减小了凝固时胞枝晶尖端的成分过冷，以及凝固过程中液相熔体里的热会被大量输送到生长界面前沿，促使凝固界面前沿溶液温度梯度GTL大幅上升引起的。