ZL205A合金是Al-Cu基合金中的典型代表,是目前强度最高、综合性能最好的铸造铝合金,并在航空、航天、兵器、汽车等领域广泛使用。然而,此类合金通常具有较宽的凝固区间,凝固过程中糊状区较大,易形成大量枝晶网络,堵塞补缩通道和排气通道,易于形成严重的缩松、缩孔、气孔等缺陷,使其工艺性能难以达到理想状态并增大铸造难度。本研究创新地采用行波磁场耦合顺序凝固（Travelling magnetic fields&Sequential solidification,TMF&SS）方法对Al-Cu基宽凝固区间合金进行无接触、无污染、易控制的连续性处理,旨在实现对该类合金凝固过程中糊状区凝固行为的实时、连续调控和改善,从而减小凝固缺陷,提高合金力学性能。本文设计并实现了TMF&SS技术,并对相关规律进行了研究。发现行波磁场强度沿轴向呈现“中间大,两头小”趋势。通过改变励磁电流相序可调控轴向磁场力方向。而控制熔体下拉速率使其等于固液界面上移速率,可保证合金凝固过程中糊状区能够稳定处于行波磁场最佳作用区域。首先,利用TMF&SS技术调控了Al-5wt.%Cu二元模型合金显微组织,并对作用机理进行了研究。确定TMF诱导合金熔体产生强烈的长程定向环流是影响显微组织的最主要原因。Down-TMF引发的熔体流动,可等效提高合金溶质分配系数,减小凝固区间;促进一次枝晶沿轴向连续生长,减小一次枝晶间距、二次枝晶生长以及Al-Cu相的偏聚,获得细化、均匀的显微组织,提高合金性能。然而,Up-TMF则产生相反方向的熔体流动,进而对合金组织和性能产生一系列负面影响。然后,利用TMF&SS技术改善了Al-5wt.%Cu二元模型合金孔洞类缺陷,并分别从热力学和动力学角度对该技术作用机理进行了研究。发现Down-TMF可改善合金显微组织,优化补缩、排气通道;稳定固液界面,减小补缩、排气难度;增大补缩压力和排气驱动力从而降低合金中孔隙度,提高力学性能。Up-TMF则产生一系列相反的负面效应。基于所得机理,利用TMF&SS技术对ZL205A多元多相合金组织、缺陷及性能进行了改善。发现TMF是基于合金各相形成顺序而对凝固行为进行影响:（i）Down-TMF和Up-TMF均可促进最先形成的Al3Ti的细化和均匀化,并使其成为α-Al形核质点,细化基体;（ii）Down-TMF可促进一次枝晶和第二相的生长一致性,减少二次枝晶、枝晶搭接以及Al6Mn、Al2Cu相的生长和偏聚,而Up-TMF则导致一次枝晶生长发生偏转,第二相大量生长、偏聚,二次枝晶发达、枝晶搭接严重;（iii）Down-TMF可降低缩孔率,Up-TMF却导致其增大。另外,利用所得机理和TMF&SS技术对Al-5wt.%Cu-1wt.%Ni合金的凝固行为及富镍相进行了调控。发现TMF可依照合金凝固顺序破碎优先生长的α-Al,细化基体;同时,TMF的添加可以使Al3Ni2细化、均匀化,并促进Al7Cu4Ni相形成和细化,从而大幅度提高合金室温、高温性能。其中,Down-TMF可减少Al2Cu长大和偏聚,相比之下,Up-TMF则增大Al2Cu相长大和偏聚,而导致室温性能的提高效果受到一定限制。