本文系统研究了低频电磁场对铝合金熔体凝固过程的影响，通过数值模拟、实验和理论分析提出了低频电磁场能够有效改善材料的铸态微观组织，减弱材料的宏观偏析以及有利于铸锭均匀化退火后形成细小弥散相。在此基础上，开发了低频电磁场作用下铝合金电磁铸造的新工艺，获得了晶粒均匀细小及宏观偏析明显改善的3004和5182铝合金半连续铸锭。 理论分析表明，采用较低频率的电磁场及配合适当的强度，不但能增大熔体表层电磁力的有势分量，使熔体形成弯月面，减小其与结晶器的接触压力与接触面积，改善铸锭表面质量；而且能增大熔体内部电磁力的有旋分量，产生强制对流，使整个熔体的温度场和溶质场趋于均匀；更重要的是，整个熔体能够在较强的且相对比较均匀的电磁场作用下凝固，达到电磁场调控凝固组织的目的。 本文使用有限元分析软件ANSYS模拟了不同电流频率和电流强度下，铝合金板坯低频电磁铸造过程中电磁参数的分布情况。并分析了磁感应强度、洛伦兹力、电磁压力随电流强度和电流频率的变化规律。通过模拟结果发现：磁感应强度和电磁压力的最大值都出现在铝熔体和铸坯的角部，从角部向两侧逐渐减少。Lorentz力的最小值出现在铝熔体和铸坯的角部，从角部向两侧逐渐增大。随着电流强度的增大，磁感应强度、电磁压力均明显增大，随着电流频率的增大，磁感应强度、电磁压力都有所增大但不十分明显；随着电流强度和频率的增大，Lorentz力逐渐增大。 本文还系统考察了电磁场参数对低频电磁铸造板坯铸态微观组织的影响。通过对组织的观察，发现随着电磁场强度的增加或频率的降低，微观组织得到了明显的改善。结合数值模拟的结果表明电磁场引起的强制对流起到了很好的电磁搅拌作用，从而细化了晶粒。 通过对铸锭横截面上不同位置合金元素的化学分析发现：在铸造过程中电磁场引起的强制对流均匀了液穴的浓度场，抑制了宏观偏析，从而获得了溶质元素分布均匀的铸锭。 最后，通过对两种合金均匀化前后第二相形貌和元素扫描结果的比较，可以得出，相比传统铸造工艺，低频电磁铸造(简称LFEC)工艺得到的铸态组织第二相比较细小，分布弥散；LFEC工艺得到的铸锭比传统的DC铸造工艺得到的铸锭均匀化效果明显。