铝基复合材料具有比强度高，比刚度高，高温性能好，阻尼性能好，热膨胀系数低等优越性能，因此备受材料研究者的关注。铝基复合材料的制备方法分为两类，外加法和原位自生法。原位自生的铝基复合材料，增强相与基体的相容性较好，界面干净，无污染，粒子相对细小，并解决了界面反应及颗粒与基体之间润湿性等问题，因而受到更多的青睐。近年来，研究者们利用高能超声在金属或合金熔体中传播时将产生声空化和声流等非线性效应，来达到细化晶粒、均匀组织和促进反应等目的。本文将高能超声辅助技术与原位反应结合，利用Cr在高温下和Al反应生成金属间化合物，并均匀的分布在基体铝中，以此来增强纯铝的性能。采用正交试验的设计来探索制备Al-Cr金属间化合物/Al原位复合材料的最佳工艺参数。然后对制备的复合材料进行SEM、XRD、EDS分析，力学性能（显微硬度、耐磨性、拉伸性能、压缩性能、弯曲性能）、物理性能（阻尼性）以及化学性能（高温氧化性和耐腐蚀性）进行测试，最后从高能超声辅助铸造制备复合材料的作用和Al-Cr/Al原位复合材料性能增强两个方面进行机理研究，得到以下结论：（1）通过高能超声振动辅助铸造法成功制备了Al-Cr/Al原位复合材料；Al-Cr金属间化合物增强颗粒呈不规则多边形状，颗粒细小，与基体结合较好，界面清洁，均匀分布在基体中；增强相的体积、分布与铬粉粒径大小有一定的关系，当铬的粒径为75μm时，增强相的大小一致，分布最均匀。Al-Cr形成的金属间化合物种类较多，Al和Cr首先生成Al0.983Cr0.017金属间化合物，随着Cr含量的增加，反应生成Cr、Al比例更高的化合物，随着温度的升高，有利于更稳定、性能更好的化合物生成，这些金属间化合物会相互扩散，最终形成混合增强相，并保持其中的Al、Cr的原子比例不变；由于这种混合相中的晶体结构类型不同，在复合材料中的体积不同，对复合材料性能的影响有一定差异。（2）Al-Cr金属间化合物增强体对Al的增强效果很明显，复合材料的力学性能（显微硬度、耐磨性、压缩性能）、物理性能（阻尼性）以及化学性能（耐腐蚀性）相比于工业纯铝，均得到很大程度上的提高。其中，复合材料的显微硬度最高提高了2.4倍，耐磨性提高了61.8倍，抗压强度δbc明显提高了3.1倍，阻尼性提高了25.7倍，耐腐蚀性提高了2.2倍。由于复合材料中的脆相生成，金属间化合物晶粒不易产生滑移，复合材料的抗拉强度δb和抗弯强度δbb降低了。复合材料与纯铝一致，均具有良好的抗高温氧化性。（3）高能超声在熔体中传播时会产生声空化、声流、热效应等一系列次级效应。声空化效应中的空化泡在崩溃瞬间能产生高达104K的高温和105MPa的高压，使得Al-Cr金属间化合物加速生成、结合良好，且能细化金属间化合物晶体；声流效应能引起熔体宏观上的流动，使得增强颗粒在熔体中分布更加均匀。Al-Cr/Al原位复合材料的性能得到了增强，主要从Al-Cr金属间化合物增强、位错增强、界面增强和基体增强几个方面来实现。