在铝合金铸造与回收过程中,铁元素一般作为杂质元素存在,随着凝固过程的进行而形成粗大硬脆的铁金属间化合物,该析出相一般会降低合金的机械性能,是裂纹萌生和材料断裂的主要位置。研究者通常利用控制冷却速率、添加微量元素等方式来调控铁金属间化合物的析出,进而改善铝合金材料的性能。磁场作为一种无接触的方法,广泛用于对金属凝固过程微观组织结构形成进行调控,然而利用磁场改善铝合金中铁金属间化合物析出行为的研究还需进一步探讨。本文以Al-Si-Fe合金为研究对象,利用同步辐射X射线断层扫描成像技术,研究磁场在不同冷却速率及凝固方式等条件下对铁金属间化合物析出行为和演化过程的影响,获得的主要研究结果如下:在Al-10wt.%Si-1wt.%Fe合金定向凝固过程中施加轴向磁场,发现强磁场对熔体流动起到抑制作用,影响了溶质传输,使溶质分布不均,从而影响了铁金属间化合物的形貌和析出位置。随着磁场强度增加,铁金属间化合物的生长取向发生偏转,并且磁场强度越大,偏转所需时间越短。此外,随着凝固速度提高,粗大的板块状铁金属间化合物逐渐转变为细小的片状组织,此时铁金属间化合物受磁场影响较小。在定向凝固过程中施加横向磁场时,慢冷速条件下形成的板块状铁金属间化合物转变为类树枝状组织。随着冷却速率提高,铁金属间化合物又转变为细小的片状组织。在体凝固慢冷速实验中,由于横向磁场产生的流动会使溶质富集在试样一侧,铁金属间化合物仅在试样一侧形成并长大,形成粗大的板块状组织。继续提高冷却速率只能细化铁金属间化合物,此时冷却速率起主导作用。进一步利用快速同步辐射X射线断层扫描成像技术发现横向磁场对铁金属间化合物的析出行为有显著影响。磁场产生的熔体流动对溶质分布和温度也会产生影响,使得铁金属间化合物在生长动力学上产生差异。无磁场时,铁金属间化合物先在试样氧化膜上形核长大,后在试样中心随机析出,而施加磁场后,铁金属间化合物仅在试样氧化膜上形核并长大。未施加磁场时,在凝固中期,铁金属间化合物的数量和体积突增,大量细小的铁金属间化合物在试样中析出,而在磁场下析出的铁金属间化合物数量和尖端生长速率相对稳定。此外,在磁场作用下,熔体流动将Fe溶质从试样中心传输到试样边缘,为在试样氧化膜上形核并长大的铁金属间化合物提供了充足的Fe溶质,最终导致铁金属间化合物在试样氧化膜上形成环状结构。这种现象表明磁场在去除含铁铝合金中形成的铁金属间化合物方面具有潜在应用。