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自上世纪60年代起，人们对Al-Ti-B中间合金制备工艺及其对中间合金细化能力的影响开展了大量研究，已明确氟盐与Al熔体反应温度在1023～1123K时制备的Al-5Ti-1B中间合金细化能力较强。然而，人们通常注意工艺参数对中间合金细化能力的影响，忽略了制备过程中组织演化行为及其对中间合金细化能力影响。另外，有关Al-Ti-B中间合金对铝合金晶粒细化机理的研究已很深入，人们已明确熔体中同时存在TiB2粒子和溶质Ti是取得良好晶粒细化效果的关键;有关在Al-Ti-B中间合金细化处理条件下铝合金凝固过程的研究亦取得了一定的进展，结果表明，晶粒细化效果与中间合金中TiB2粒子尺寸及其分布密切相关，TiB2粒子尺寸适当且分布集中时，Al-Ti-B中间合金体现出较强的晶粒细化能力。然而，在以往有关Al-Ti-B中间合金制备及对铝合金晶粒细化的研究中，人们忽略了合金熔体中TiB2粒子的溶解/长大、粗化行为。因此，本文将采用实验和数值模拟相结合的方法，研究了Al-Ti-B中间合金制备和细化铝合金过程中TiB2粒子的动力学行为及其对Al-Ti-B中间合金细化能力的影响。主要研究工作与成果如下: 采用氟盐反应法制备Al-5Ti-1B中间合金，研究了保温时间对Al-5Ti-1B中间合金微观组织及晶粒细化能力的影响，结果表明:在Al熔体与氟盐反应过程中，界面溶质浓度分布不均匀，易于形成亚稳相AlB2;在后续的保温过程中，AlB2相在溶质Ti、B扩散作用下逐渐转化为TiB2，导致Al-5Ti-1B中间合金中TiB2粒子数量密度增加，对铝合金细化能力增强;AlB2相完全转化为TiB2相后，继续保温时TiB2粒子会发生Ostwald熟化，因而，TiB2粒子数量密度降低、中间合金细化能力减弱。本研究揭示了Al熔体与氟盐反应结束后，中间合金微观组织的演化过程。 建立了Al-Ti-B中间合金细化铝合金条件下Al(l)/TiB2(s)界面能的解析模型，计算分析了溶质Ti的影响，结果表明，溶质Ti浓度对Al(l)/TiB2(s)界面能及α-Al和TiB2粒子间的接触角影响很大，Al熔体中溶质Ti浓度较低时，Al(l)/TiB2(s)界面能及α-Al和TiB2粒子间的接触角均较大，TiB2粒子作为α-Al异质核心的能力较弱;随着Al熔体中溶质Ti浓度的增加，Al(l)/TiB2(s)界面能降低、α-Al和TiB2粒子间的接触角减小、TiB2粒子的异质形核能力增强。 实验研究了Al-Ti-B中间合金对工业纯Al的晶粒细化效果，建立了Al熔体中TiB2粒子动力学行为模型，模拟分析了Al-Ti-B中间合金细化工业纯Al过程中TiB2粒子动力学行为，系统地研究了Al熔体中溶质Ti作用下TiB2粒子动力学行为及其铝合金晶粒细化效果的影响。结果表明:Al-Ti-B中间合金加入铝合金熔体后，TiB2粒子在熔体保温过程中发生溶解、粗化，在熔体冷却过程中快速长大;溶质Ti能够显著影响TiB2粒子的动力学行为，随着溶质Ti浓度的增加，TiB2粒子的溶解、长大、粗化速率下降;真正决定Al-Ti-B细化能力的不是中间合金中的TiB2粒子尺寸及其分布，而是当铝合金熔体冷却至α-Al析出温度附近时熔体内TiB2粒子的尺寸及其分布。溶质Ti作用下的TiB2粒子动力学行为对中间合金细化能力的影响不可忽视。