过共晶铝硅合金具有优异的耐磨性、热稳定性和热膨胀系数低等特点,能够替代铸铁、铸钢等材料,应用于汽车发动机零部件,以实现其轻量化。但由于常规铸态下过共晶铝硅合金组织中存在粗大的脆性初生Si相,严重割裂了基体的连续性,导致合金抗拉强度、延伸率等力学性能较低,限制了应用。因此,为改善该系列合金力学性能,本文以Al-20Si合金做为研究对象,通过混合盐反应法制备Ti B₂/Al-20Si复合材料,并对其熔体进行半固态制浆处理,采用半固态流变挤压铸造成形轴套类零件。本文以改善Al-20Si合金的组织和力学性能为目标,考察了冷却速率对Ti B₂/Al-20Si复合材料凝固过程中微观组织演变的作用机制。并在此基础上研究了Ti B₂颗粒含量、挤压速率和热处理对Ti B₂/Al-20Si复合材料流变挤压铸件的微观组织、力学性能的影响规律。利用楔形模具研究了不同冷却速率下初生Si相的尺寸形貌,以及Ti B₂颗粒在基体中的分布规律用以评价半固态过流冷却制浆技术对复合材料微观组织影响程度。实验结果表明,冷却速率较大的区域,初生Si相尺寸细小均匀分布,冷却速率与初生Si相尺寸呈反比规律。Ti B₂颗粒以颗粒和团聚两种形态分布在基体中,大的团簇被推移至冷却速率较低处,颗粒状Ti B₂易被晶粒捕捉,且随着冷却速率越高,初生Si相捕捉的Ti B₂颗粒越多。通过TEM和SAED结果证实了Ti B₂颗粒与Al之间存在（12^—1^—0）_{Ti B2}//（111）_Al的晶间关系,可以做为α-Al的有效形核衬底。通过HR-TEM可以看出Ti B₂颗粒与初生Si相界面处无明显界限,结合良好。研究发现,在挤压速率为24mm/s时,Al-20Si合金流变挤压铸件中初生Si相出现明显的初生Si偏聚现象,共晶Si相呈粗大长针状。随着Ti B₂颗粒含量的增加,铸件中偏聚现象逐渐减弱,初生Si相分布均匀,尺寸变小,形状更加圆整,共晶Si相由粗大的长针状转变成短杆状。当Ti B₂颗粒含量为6 wt%时,其初生Si相的平均尺寸为16.5μm、形状因子为0.77,均匀分布,基本不存在团聚和固液分离现象。在相同Ti B₂颗粒含量下,随着挤压速率的提高,组织中初生Si相尺寸越小,分布更均匀,组织中缺陷越少,致密度提高。通过对Al-20Si和Ti B₂/Al-20Si复合材料进行热处理实验,对热处理前后的样品进行了微观组织和力学性能的观察。经过热处理后,组织中初生Si相发生钝化,针状共晶Si相发生熔断,大部分发生球化弥散分布在Al基体中,合金基体得到明显强化。通过对热处理后的Al-20Si合金和复合材料的拉伸断口进行分析,发现二者断裂形式相似,均以脆性断裂为主,在复合材料中出现的解理平台尺寸更小,裂纹拓展途径更复杂。力学实验结果表明,随着Ti B₂颗粒含量的增加,Ti B₂/Al-20Si复合材料流变挤压试样的抗拉强度和延伸率得到显著提升,当Ti B₂达到6 wt%时,复合材料的抗拉强度达到了215.7MPa,延伸率达到4.2%,相比于Al-20Si流变挤压铸件分别提高了95.4%和82.6%。当添加6 wt%的Ti B₂颗粒并经过热处理时,材料的抗拉强度达到288MPa,相较于未进行热处理的Al-20Si合金提高了162%,延伸率达到5.8%,提高了152.1%。