镍基高温合金由于具有较高的室温及高温强度、良好的抗氧化性能与优异的抗热腐蚀性能等,广泛地应用于航空航天等领域。随着镍基高温合金逐渐趋向高品质大型构件方向发展,其在凝固过程中铸锭易产生裂纹。经研究发现裂纹大多沿枝晶扩展,因此如何消除枝晶、细化组织成为镍基高温合金凝固行为的研究重点之一。已有研究表明采用永磁搅拌的方法可以达到细化合金组织的目的。而永磁搅拌对高温合金凝固行为的作用机制尚未清楚。因此,本文采用永磁搅拌技术利用COMSOL Multiphysics和FLUENT软件对镍基高温合金凝固过程中的磁场、流动、传热及形核率进行数值模拟,研究磁场与磁场参数即转速和搅拌方式对其的影响,并分析永磁搅拌对高温合金凝固组织细化的影响机制。研究表明:通过永磁搅拌下各物理场的模拟计算结果发现,在永磁搅拌作用下合金凝固过程中的磁通密度、洛伦兹力及流速均呈现“中间小,边缘大”的分布规律,且流速与洛伦兹力方向均为沿圆周的切向方向。相比未加永磁搅拌,施加永磁搅拌（100rpm）后10s、20s和30s时合金熔体在固相率为0～0.6的区域产生强制对流,温度明显降低,温度梯度平缓,固相率增大。整个熔池区域温度降至液相线温度以下7K～15K,固相率为 0.1～0.3。通过不同磁场参数下各物理场的模拟计算结果发现,随着转速增大,磁通密度变化不大,其最大值均为320mT;洛伦兹力逐渐增大,300rpm时其值为114229N/m,相比1 00rpm时增大了 200%;合金熔体流速变快,300rpm时的流速比1 00rpm时增加了 244%;但温度变化较小。通过不同搅拌方式下各物理场的模拟计算结果发现,随着搅拌方式变化,磁通密度变化不大,其最大值均为320mT。且洛伦兹力与流速的变化规律相一致,即磁场转动时间越长,洛伦兹力越大,流速越快;磁场停止转动越长,洛伦兹力越小,流速越慢。R-3T-1.0方式下温度梯度最小,但随着时间延长,在不同搅拌方式下温度变化不大。通过分析不同参数下形核数的模拟计算结果可知,永磁搅拌细化合金凝固组织的机制为:永磁搅拌导致熔池温度低于液相线温度,利用连续形核模型可知,施加永磁搅拌后合金形核数明显增加。此外,永磁搅拌导致合金熔体强迫对流,这使得枝晶臂被打断或加快其熔断,从而致使形核数进一步显著增加。在本研究范围内,转速为300rpm、搅拌方式为R-3T-1.0时合金凝固组织的细化效果有效提高。