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Al-Si合金具有合金质轻和优良的铸造性能,被广泛应用于航空航天、电力、机械、交通运输等行业。为提高其使用性能,需要改善硅铝合金中初晶硅的形态,细化晶粒,其实质就是控制冷却过程的组织变化。而冷却过程中温度场和流场直接影响着溶质的分布、液相结构的变化,从而对凝固组织产生重大影响,而通过实验很难测定冷却过程中的温度场和流场。本文通过计算机来研究Al-Si合金冷却过程中的温度场合流畅变化,并通过实验进行验证。本文模拟了不同条件下Al-Si合金冷却过程中的温度场和流场变化,得到了出口直径为25mmm、厚度为5mm的锥形管的锥度(δ：4°-6°)、长度(L:500mm～200mm)、其轴线与竖直方向的夹角(θ：0°～30°)、入口处熔体温度(T0：800℃～950℃)对冷却过程中熔体的温度场和流场的影响,分析了温度场和流场对合金凝固组成的影响。计算机模拟结果表明：(1)锥形管内合金熔体的温度场比直管内合金熔体的温度场温度调节能力好。当0=0°，T0分别为750℃和800℃时,直管内合金熔体的温降分别为74.785℃和78.107℃；而锥形管内T0分别为900和950℃时,合金熔体的温降分别为226.9℃和239.8℃。当0=30°,T0分别为750℃和800℃,直管内合金熔体的出口温度为100.184℃114.8℃；而锥形管T0分别为900℃和950℃时,合金熔体在出口处的温度为189.8℃和226.6℃。同一截面上锥管内熔体的温度场分布比直管内的熔体的温度场分布更加均匀,由入口到出口的地方,温度梯度逐渐减小,有利于合金的结晶成型。(2)当锥形管锥度在4°-6°、长度在500mm～200mm、进口处熔体温度在800℃-950℃变化时,熔体温度场的分布情况受到这四个因素和石墨管倾斜角度共同作用。同一锥形管,熔体进口温度越高,在管道内的温降越大；锥度越大,熔体在管道内的温降越大。当0=0°时,管内熔体温度场分布由边部到心部比较均匀,形成一温度梯度,边部温度低且温降速度较快,心部温度高且温降速度较慢；当0=30°时,温度场分布受到重力的影响,分布不均匀。(3)锥形管内合金熔体的流场分布规律和温度场的分布规律相似。但靠近入口管壁处速度有个转折,这使得熔体进入后有个过渡过程,保证了流场的均匀性,进而影响了合金熔体的凝固。(4)提出定量评价石墨管冷却效果的公式,由此预测最优的工艺参数为：石墨管管长为300mm,锥度为6°,出口内径为25mm,其轴线与竖直方向夹角为0°,熔体进口温度为900℃。在此条件可得到细小、均匀合金组织。(5)对应于最优预测的结果进行实验。900℃浇注后获得的铸件的中心和边部组织细小、均匀,多为近球形组织,初生α-Al相和初生硅相的平均晶粒尺寸分别为23μm～35μm和10.3μm,与模拟预测结果一致。