众所周知,铝及其合金材料以其高比强度、高导热性、高导电性、好的抗腐蚀性、抗磨损性、以及优异的铸造、切削、加工成型性等特点,在机械、汽车、航空与军事等高科技领域得到了广泛的应用,已经成为当今仅次于钢铁的第二大金属材料。然而铝合金在铸造过程中一般容易生成粗大的等轴晶、柱状晶和羽毛状晶组织,将极大的降低合金的力学性能,特别是加工性能、屈服强度和延伸率等,同时,还容易引起铸件表面的缺陷。此外,作为铸造铝合金中品种最多、用量最大的一类合金,Al-Si系铸造合金除了具有普通铝合金的组织缺陷外,还生成了大量的粗大针片状共晶Si相,其严重割裂了a-Al基体,在形变过程中容易产生应力集中,引起自身的破碎,从而形成微裂纹并加速其扩展,最终造成合金力学性能和加工性能的显著下降,尤其是塑性。一般来说,Al-Ti-B和Al-Sr中间合金分别是a-Al晶粒和共晶Si相最有效的细化剂和变质剂。但是,由于我国对于细化剂和变质剂的研究起步较晚,导致目前国产Al-Ti-B和Al-Sr中间合金的质量与国外相比尚有一段差距,还到不到航空及国防科技工业等高端铝材产品细化／变质的需要。因此,研发生产高效、高洁净度、快速Al-Ti-B和Al-Sr中间合金将对我国铝加工行业的发展产生重大的现实意义和经济效益。本论文基于热力学和动力学的理论计算,结合基础实验研究的结果,通过对传统“氟盐反应法”制备Al-Ti-B和“对掺法”制备Al-Sr中间合金的工艺进行改进,成功研发出制备高质量Al-Ti-B、Al-Sr中间合金线/杆材的新工艺。同时,在研究这些新工艺的基础上,又开发出一种制备高质量Al-Ti-B-Sr复合中间合金杆材的新工艺,并从各方面对这些中间合金进行了系统的微结构表征和性能测试。全文共分七章。第一章为绪论,首先介绍了本工作的研究背景、选题意义及重要性；然后综述了国内外有关细化剂和变质剂的发展历史及目前的研究现状,重点介绍了“氟盐反应法”制备Al-Ti-B中间合金和“对掺法”制备Al-Sr中间合金的研究进展；之后概述了有关Al-Ti-B细化剂的细化机理及Al-Sr变质剂的变质机理；最后简要介绍了本研究的来源、主要内容及创新点。第二章详细介绍了本研究工作中所采用的实验材料、设备及工艺。主要包括Al-Ti-B、Al-Sr、Al-Ti-B-Sr中间合金基础实验研究和工业生产试验研究中原材料、设备及制备工艺的选择；材料化学成分、物相组成、组织结构的表征与分析方法；以及在Al合金应用中的细化性能、变质性能和力学性能的测试方法等三个方面的内容。第三章主要是通过对氟盐反应法制备Al-Ti-B中间合金(Ti/B质量比>2.2)的过程进行详细的热力学和动力学分析,探索出影响该化学反应中TiAl3和TiB2生长、合金洁净度、Ti、B元素实收率的主要因素,同时优化相关工艺参数,如原料K2TiF6和KBF4添加顺序、原料粒度、熔炼温度、静置时间等,为制备高质量Al-Ti-B中间合金提供了依据。第四章主要是在改进传统氟盐法工艺,优化相关工艺参数的基础上,结合使用一种新的“两步加料”法,成功实现了高质量Al-Ti-B中间合金线材的制备。同时,文中分别从宏观形貌、化学成分、微观组织结构、断口特征、力学性能及晶粒细化效果等方面对该工艺制备的Al-5Ti-1B中间合金线材进行了详细的分析,并同世界著名Al-Ti-B生产商——KBM公司所制备的Al-5Ti-1B中间合金线材进行了对比。此外,文中还对Al-Ti-B中间合金在纯铝晶粒细化过程中的细化机理进行了简单的探讨。第五章是通过改进传统“对掺法”制备Al-Sr中间合金的工艺,优化相关操作参数,利用一种新的“对掺-热挤压”工艺,成功实现了高效、快速Al-Sr中间合金杆材的制备,同时,文中分别从宏观形貌、化学成分、微观组织结构、断口特征、力学性能及变质效果等方面对该工艺制备的Al-10Sr中间合金杆材进行了详细的分析,并与传统“对掺法”制备的A1-10Sr中间合金梯形块材进行了对比。此外,文中还利用该新工艺成功制备出Al-20Sr中间合金杆材,克服了传统“对掺法”不能生产高Sr含量Al-Sr中间合金杆材的不足。最后,文中还提出通过对Al-10Sr中间合金杆材进行一定的热处理,提高其力学性能,以制备Al-10Sr中间合金卷材的方法。第六章主要是利用一种“三步加料法”和“热挤压”相结合的新工艺成功实现了高质量Al-Ti-B-Sr复合中间合金杆材的制备,同时,文中分别从宏观形貌、化学成分、物相组成、微观组织结构、断口特征、力学性能及细化变质效果等方面对该工艺制备的Al-5Ti-1B-10Sr复合中间合金杆材进行了详细的分析。第七章是全文总结。最后,论文简要介绍了作者在博士生阶段发表的期刊论文、专利,参与的科研项目、学术会议,获得的奖励情况,以及致谢和作者简历。