Al-In偏晶合金是一种具有良好软磁性的合金,其低矫顽力的特性使得其广泛应用于工业电机、变压器等原件设备的电芯。但其材料的优良组织特性仅在弥散相均匀分布的凝固组织中才得以体现,而偏晶合金在凝固至组元难混溶区间时将分解为两个难混溶的液相,极易造成偏晶合金产生严重的偏析甚至出现两相分层等现象,极大的限制了该类偏晶合金的研究与发展。本文选取Al-In偏晶合金为研究对象,针对其在无重力、常规重力、稳恒磁场、旋转磁场以及不同组分等条件下进行偏晶合金凝固过程的模拟及部分实验研究,力求探寻控制偏晶合金均匀凝固的新途径。模拟方面本文采用欧拉-欧拉法建立了能够描述Al-In偏晶合金难混溶区凝固过程弥散相形核、扩散长大、Ostwald熟化、Marangoni迁移、稳恒磁场、旋转磁场等复杂物理过程的数学模型,并以守恒方程为基础建立了宏观能量传输的数学模型,即建立了源项、非稳态相、扩散相、对流相等组成的可以描述偏晶合金凝固过程的偏微分方程组。并基于CFD计算流体力学商业软件,在C++语言编译的运算程序二次开发中实现方程双精度耦合求解。并通过模拟所得的凝固过程中的基体相温度场、弥散相速度场、体积分数场以及液滴直径分布等凝固组织演变情况分析各种条件对偏晶合金凝固组织均匀程度的影响。同时本文进行了 Al-In偏晶合金在常规重力条件下的模拟实验,得到重力作用下的偏晶合金微观组织,并进行分析。模拟结果表明在无重力作用条件下,由温度梯度所引起的Marangoni力在偏晶合金凝固过程中起主要作用,当存在重力作用时,由于重力所产生的对流强度大于Marangoni力所产生的对流,因此重力成为造成偏晶合金凝固组织宏观偏析的主要诱因。当施加1T稳恒磁场时重力对流的作用被明显抑制,在磁场作用下弥散相液滴的最大速度仅为存在重力条件下的14.4%;磁场作用下弥散相液滴直径最大值较仅有重力情况下减少2.2μm,由此可见在磁场的作用下,弥散相液滴的迁移速率被抑制,减轻了偏晶合金两相间的对流,使得凝固组织分布更加均匀。在强度为1T,旋转频率为36Hz的旋转磁场条件下旋转磁场与金属熔体之间产生的变化的Lorentz力起到了充分搅拌及阻碍液滴对流的现象,使得基体相温度场较稳恒磁场更加均匀,更有利于均匀的凝固组织形成。开展了 Al-5%In偏晶合金的凝固实验,结果表明常规重力作用下Al-In偏晶合金实验结果的显微组织产生了较明显的偏析现象。沿重力方向,试样出现了明显的上下分层现象,造成了偏晶合金凝固组织分布不均。重力条件下模拟结果与实验结果从数量关系到趋势基本一致,再次验证了建立的模拟模型及采用的模拟方法的准确性