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Al-Fe合金中AlFe第二相的形貌、尺寸和分布直接决定着合金的最终性能。因此,细化及改善AlFe相尺寸和相貌,强化合金基体成为Al-5Fe基合金实用化的关键。本研究通过采用Cu、Cr、Mn、Zr、Mg、Zn等元素合金化,探索合金元素在Al-5Fe基合金中的相互作用及对第二相形成的影响,确定合金化元素在组织演化及制备工艺过程中的行为；通过半固态挤压热模拟,研究半固态成形工艺对Al-5Fe基合金组织和性能；通过高温拉伸蠕变实验,分析AlFe第二相对合金高温蠕变的强化作用,为Al-5Fe基合金的实用化提供了实验和理论基础。研究结果表明：在Al-5Fe基合金中,约3/4的Cu溶入基体,其余的Cu溶于AlFe相或形成其它的含Cu相；Cr只溶解于AlFe相中,而不溶于基体；Mn主要溶解在AlFe相中。溶入AlFe相中的Cu、Cr、Mn可使针状的AlFe相转变成片状、块状、多角状或环形状。Zr、Mg、Zn不溶于AlFe相中,只能间接的阻碍AlFe相的生长。溶于AlFe相中的Cu、Cr、Mn可促进AlFe亚稳相的形成,它们是亚稳的AlFe相的很好形核剂。Al2Cu相是在500℃左右形成。Al7Cu2Fe相可在Al13Fe4相上形核,大部分由包晶反应：L+Al13Fe4(?)Al7Cu2Fe形成,故大部分的Al7Cu2Fe相会依附在Al13Fe4相的边缘或四周,形成“核-壳”结构。但在基体中也发现少量的独立的片状的Al7Cu2Fe相。Al-5Fe基合金中的α-Al基体和第二相是顺磁性相,电磁搅拌可以降低其形核的临界半径和临界形核功,使α-Al和第二相颗粒细化。在半固态加热重熔过程中,低熔点的A12Cu、Al7Cu2Fe等相首先在晶界和AlFe相边界溶化,随着加热温度的升高和保温时间的增加,合金中的Cu元素从晶粒内向晶界或AlFe相周围扩散,在液相中富集,使晶内的和晶界的Cu量到达约1：1.6。液相在半固态变形中起着强大的调节作用。Al-5Fe基合金在半固态变形时,液相中会富集Cu、Fe元素,并伴随着液相的变化而变化,Cu、Fe在半固态挤压时形成Al7Cu2Fe、Al2Cu等相,其分布与液相的分布一致。当变形增大到一定程度,半固态挤压对孤立封闭的液相区域的应力具有放大效应,为挤压破碎AlFe相创造力学条件。高应变速率变形可减轻液相的偏析,高液相分数可降低真应力峰值,故高液相、高应变速率是一种较好的成型工艺。Al-5Fe基合金对蠕变温度和蠕变应力有较大的敏感性。变形过程中,位错按整体攀移的方式越过弥散粒子,位错与弥散粒子之间的相互作用较弱。合金中的AlFe第二相具有有效的承载与传载作用,减小了使基体发生蠕变的有效应力,使合金的蠕变速率下降,提高了材料的抗蠕变能力。AlFe第二相的有效传载是Al-5Fe基合金的强化机制。半固态成型具有明显的回溶效应,使半固态成型制备的Al-5Fe基合金挤压态的室温抗拉强度大于270MPa,伸长率大于1%；经后续的低温时效,使合金时效态的抗拉强度高于挤压态的16%,伸长率高于27%,充分利用了合金时效硬化的潜力。Al-5Fe基合金具有很高的高温性能和良好的耐热性,可满足在250℃左右温度工作环境下的工程应用。