金属及合金的晶粒细化能给材料带来很好的综合机械性能。通过添加少量中间合金能显著细化合金晶粒组织，操作简单的化学细化晶粒方法在工业上得到广泛应用。目前广泛应用的Al-10Ti和Al-5Ti-1B中间合金受其制备方法的限制，合金中形核粒子Al₃Ti颗粒粗大、分布不均且以长条状为主。导致其细化能力有限，远不能满足更高细化性能的要求。虽然国内生产的中间合金在成分上与国外同种产品相比并无区别，但其细化能力却有很大差异，究其原因在于中间合金中形核粒子显微特征的差别。因此，改善Al-Ti中间合金中形核粒子Al₃Ti相的尺寸和形态很有研究意义和实用价值。本文利用铜模压铸快速冷却方法制备了亚快速凝固Al-Ti中间合金，并对亚快速凝固Al-Ti中间合金进行重熔实验，采用扫描电镜、光学显微镜研究了亚快速凝固和重熔Al-Ti中间合金的显微组织及其演变规律。随后，采用亚快速凝固Al-Ti中间合金对铝和铝合金进行了晶粒细化处理，研究了亚快速凝固Al-Ti中间合金的晶粒细化能力及其细化机理。本论文的研究结果如下：1、亚快速凝固是一种有效细化Al-Ti中间合金组织的方法，细化后Al₃Ti相颗粒的尺寸一般能达到10μm以下，形状由长条状转变为细小的短棒状、块状和花瓣状。在高于1200℃熔炼和保温时，随着熔炼温度的升高或保温时间的延长，Al₃Ti相颗粒尺寸减小，其形状因子值增加。最佳的亚快速凝固工艺参数为：对Al-5Ti-1B中间合金，T=1250℃，t=30³5min，此时Al₃Ti相的平均尺寸和值分别为2.91².95μm和0.70⁰.71；对Al-10Ti中间合金，T=1300℃，t=30³5min，此时Al₃Ti相的平均尺寸和值分别为6.15⁷.09μm和0.55⁰.60。2、亚快速凝固Al-10Ti中间合金重熔时，随着重熔温度或保温时间的增加，Al₃Ti相颗粒平均尺寸和形状因子值都有所增加。在固态加热阶段，Al₃Ti相颗粒以脱溶析出和Ostwald熟化两种方式长大；且随着保温时间增加，Al-10Ti中间合金中Al₃Ti相颗粒尺寸增加缓慢；在固液两相区加热重熔初期，Al₃Ti相颗粒以Ostwald熟化和合并生长两种方式长大，而在重熔后期，Al₃Ti相颗粒主要以合并方式长大。在亚快速凝固Al-5Ti-1B中间合金重熔过程中，中间合金中Al₃Ti相颗粒形貌改变不太明显，没有明显的球化现象，这主要是由于在Al-5Ti-1B合金中、分布在Al₃Ti相颗粒附近的细小TiB₂粒子阻碍了Al₃Ti颗粒的移动与合并。此外，溶解在铝液中的Ti在TiB₂粒子表面形核，形成一层Al₃Ti薄膜。因此，由于Al-5Ti-1B合金溶液中钛原子的缺乏，原有的Al₃Ti颗粒长大和形状的改变受到限制。3、亚快速凝固Al-5Ti-1B和Al-10Ti中间合金的晶粒细化能力有明显提高。与普通中间合金相比，亚快速凝固Al-10Ti中间合金对亚共晶Al-7Si合金中初生-Al的等轴晶化效率有一定提高。细化效果的增强得益于亚快速凝固中间合金中存在的大量弥散分布的细小Al₃Ti颗粒，其广泛分布作为形核粒子，迅速溶解增加生长抑制因子使得晶粒细小。与普通中间合金细化处理相比，经亚快速凝固中间合金细化处理的纯铝和Al-7Si合金具有更高的显微硬度。与未经细化的纯铝和Al-7Si相比，亚快速凝固中间合金细化处理后的纯铝和Al-7Si合金的显微硬度分别提高了29.69%和35.17%。分别利用普通和快速凝固Al-5Ti-1B中间合金细化纯铝后的晶粒尺寸和显微硬度做出了Hall-Petch线图，实验数据基本吻合Hall-Petch公式。