喷射轧制是一种金属半固态近净成形加工新技术，与传统的带材制造工艺相比，具有节能节材、短流程、制备高性能的板带材等优势。对该工艺及其原理进行深入研究有助于在一步工序内从液态金属直接制备具有均匀细晶组织和优异综合性能的近终形板带材。本文将喷射轧制过程分为雾化阶段、沉积阶段、轧制阶段三个部分，主要针对喷射轧制过程中的密度、沉积物形貌、温度的变化进行了数值模拟，并对相关实验研究进行了讨论和分析，为获得最大的制备效率，稳定连续制备带材，并获得较好的组织性能提供了理论依据。建立了喷射轧制过程中熔滴在雾化阶段的热力学和动力学行为的模型。采用非线性方程描述了熔滴与气体之间的相对速度与工艺参数之间的关系。分析关键工艺参数对熔滴和气体的动力学行为和热力学行的影响。模拟结果表明喷射轧制过程中不同工艺参数（如喷射距离、气体初始速度、过热度、熔滴质量流率）对熔滴的尺寸、熔滴的速度、传热系数、温度、固相分数有较大的影响。基于熔滴在雾化时的动力学和热力学行为，对喷射轧制过程中沉积阶段的沉积材料的相对密度进行了建模和理论分析，研究了主要工艺参数（如熔滴喷射距离、气体初始速度、过热度和熔体质量流率）对喷射轧制7050铝合金沉积时的平均固相分数和相对密度的影响。采用坐标追踪的方法，建立了喷射轧制7050铝合金过程中熔滴沉积到轧辊表面的形貌模型。该模型考虑了熔滴的反弹、二次沉积现象以及轧辊表面的几何特征，可预测不同工艺参数下的沉积层的厚度，并能对咬入角进行定量的分析。分析了工艺参数对沉积层厚度和咬入角的影响。建立了喷射轧制过程中沉积阶段的温度场模型，与沉积物形貌进行耦合，对沉积阶段的温度分布进行了研究。模拟结果与实验结果较吻合。分析了工艺参数对沉积层温度分布的影响。结果表明沉积阶段的沉积物内部形成孔隙主要是由于液相不足引起的。当熔滴沉积时的平均固相分数为60～70%时，沉积材料具有较高的相对密度。轧辊的直径、轧辊转速、参考位置处最大质量通量、轧辊间距、喷射距离对沉积层厚度和制备效率有较大的影响。在此基础上采用正交优化法对喷射轧制的主要工艺参数进行了优化。沉积物沿轧辊径向的降温速率较切向的降温速率大。工艺参数主要通过改变沉积物厚度和能否为体系提供能量来影响温度的分布。为体系提供能量（如提高接触时的初始温度，对轧辊表面预热等），增加沉积层的厚度（如增大雾化锥中心的最大质量通量、减小轧辊转速等），可以使沉积材料在沉积阶段具有较低的降温速率，获得均匀的冷却和凝固条件。对喷射轧制过程中带材的相对密度、平均固相分数和压下量之间的关系进行了研究。在轧制阶段考虑了温度对材料性能的影响和变形对温度产生影响，将温度场与应力场进行耦合，并采用更新的拉格朗日参考描述和网格重划分方法对其进行求解。为了对其显微组织进行分析，在相同的材料体系、熔滴尺寸、固相分数和轧制条件下，采用半固态粉末轧制和沉积坯的半固态轧制模拟喷射轧制条件制备出带材。评估了半固态轧制工艺的可行性。分析了加热温度和预热时间对生带材组织演变和力学性能的影响，并分析了生带材在烧结过程或者后处理过程中的显微组织的变化情况。实验结果与模拟结果吻合。结果表明平均固相分数为60～70%时，较小的压下量就能制备出较高密度的带材。喷射轧制过程中的致密化机制主要是以消除孔隙或者消除原始颗粒的边界为主。工艺参数如雾化锥中心的最大质量通量，轧辊预热温度和熔滴沉积初始温度对轧制变形区域的温度场有较大的影响。提高熔滴沉积时的初始温度，增加沉积层的厚度、对轧辊表面进行预热，可以使沉积材料在轧制变形区获得均匀的冷却条件。将气体雾化制备的粉末和喷射成形制备的材料加热到半固态温度区间，二次相和液相的数量发生了较大的变化。加热温度对颗粒边界的变化、孔隙的消失、溶质元素的扩散以及晶粒的长大有重要的影响。加热温度越高，制备的材料内MgZn2相的数量越少。随半固态粉末加热温度的升高，显微组织的演变机制由孔隙率的消失转变为以粗化为主。采用“预烧结冷压变形再烧结”工艺制备的带材相对密度达92.6%，显微硬度可达到310HV。喷射沉积态7050铝合金晶粒长大的激活能值为70.5KJ/mol，其粗化速率较低，最优的半固态加热温度为590。喷射沉积坯在半固态轧制时，形变的主要作用是使材料致密化、破碎晶粒、促进动态再结晶的发生。沉积坯在580下轧制的带材延伸率可达13.31%。沉积坯在550轧制后经固溶处理15h后，再经时效处理后，获得较高的屈服强度533.1MPa和较高的抗拉强度555.6MPa。