通过晶粒细化获得细小均匀的等轴晶组织,是提高铝铸锭(坯)综合性能的重要手段之一,而向熔体中添加晶粒细化剂是目前最简便有效的方法。长期的研究表明,Al-Ti-C中间合金可以避免Al-Ti-B合金在应用过程中所出现的一系列问题,同时被认为是具有广泛应用前景的一种中间合金。但是,由于石墨与铝的润湿性差,且TiC自身结构不稳定,在细化纯铝过程中极易衰退,制约了其工业化生产和进一步的推广应用。TiCx是具有面心立方结构的非化学计量比化合物,其中,C/Ti原子比可以在0.47-0.98之间变动而仍保持一定的晶体结构,在TiCx晶格结构中,存在着大量C空位,这严重影响了其结构稳定性,使其在低温时发生演变。利用TiCx中存在空位的特性,本文选用不同氮源制备含有N原子的TiCx粒子,同时研究了不同工艺参数下合金显微组织的变化,开发出一种同时生成N掺杂型TiCx和TiB2粒子的铝合金细化剂,发现C元素对合金体系反应过程有重要影响,最后将制备的合金应用于铝及其合金的晶粒细化与强韧化。本文主要从以下四个方面对Al-Ti-C-B-N中间合金进行了研究：(1)不同氮源对合成N掺杂型TiCx粒子的影响选用不同氮源制备含氮中间合金,发现利用N2制备出的合金中生成大量A1N粒子,N元素并未与TiCx发生作用,无掺杂型粒子生成；采用Mg3N2和BN作为氮源制备的合金中TiCx粒子中均含有N元素；且后者可同时提供氮源和硼源,生成含有N元素的TiCx和TiB2粒子,因而BN是较为优化的氮源。(2)不同工艺参数对合金微观组织的影响球磨过程对合金的制备起着至关重要的作用,球磨处理4h时制备的合金,与未球磨时显微组织相似,大多粒子在2μm-5μm左右；随着球磨时间延长至8h,合金中生成的颗粒尺寸在0.2μm-0.5μm之间,粒子分散性较好,无聚集倾向；若进一步延长球磨时间至16h,则会生成许多100nm左右的粒子,同时合金中粒子易聚集。成分配比对合金组织也有较大影响,当合金体系中BN含量为1%时,合金的显微组织最优,合金中生成的TiCx颗粒中含有微量的N元素,形貌为八面体、不规则多面体；生成的TiB2粒子为片状,尺寸在1μm-2μm之间。(3)碳对Al-Ti-B-N体系反应过程的影响添加石墨对Al-Ti-B-N体系的反应机制及最终产物有显著影响,未添加时,合金中生成的主要物相为AlN和AlB2,仅有少量TiB2粒子生成；加入0.1%的石墨粉后,由于反应过程中放出大量热,促进了Ti与BN的直接反应,最终产物主要为含有微量N的TiCx粒子及尺寸细小的TiB2粒子。(4)含氮中间合金对铝及其合金的晶粒细化及性能的影响将自制的含氮中间合金分别加入工业纯铝、Al-5Cu及Al-5Mg合金中,研究其细化及强韧化行为。利用万能拉伸试验机、MM200型磨损试验机以及布氏硬度计对合金的力学性能进行测定,并采用CHI660E型电化学工作站对合金耐蚀性进行测定。研究结果表明,自制的中间合金对这三种合金均具有良好的细化效果和抗衰退性,且能提高其综合力学性能,优于目前的Al-Ti-B和Al-Ti-C中间合金。