半固态成形技术兼有液态和固态金属成形的优良特性,是21世纪最具有发展潜力的金属成形技术之一。该技术适用于轻质合金,难加工材料及复杂零件的近净成形。本课题主要研究了半固态二次加热过程中的组织演变,通过热模拟实验建立了半固态铝合金的材料模型,通过数值模拟获得了半固态材料在单轴压缩过程中的应力应变场,验证了半固态成形本构模型的合理性。半固态二次加热目的是为获得近球形的微观组织从而确保半固态材料具有良好的触变性。文章分析了加热温度、保温时间二次加热工艺参数对铝合金半固态组织演变的影响,揭示了半固态二次加热过程中组织的演变规律。为了研究半固态触变成形的变形机理及力学行为,利用Gleeble3800热模拟试验机分别对半固态6061、6063、ZL201铝合金在不同变形温度,应变速率下进行单轴压缩实验,分析结果表明：在单轴压缩过程中半固态材料的变形机制主要以颗粒滑动及颗粒塑性变形为主,半固态铝合金的流动应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大。半固态本构关系体现的是材料对热力学参数的动态响应,是有限元数值模拟的前提。文章采用多元回归法建立了半固态6061、6063、ZL201铝合金的本构方程,并对本构方程的合理性进行了验证,回归所得曲线与实验曲线拟合良好。半固态材料在成形过程中伴随有液体流动及固相塑性变形,文中将半固态材料等效为连续多孔介质,利用Deform-3D有限元软件模拟了材料的压缩过程,分析了材料在变形过程中的固相率分布及应力应变场分布；利用ABAQUS有限元软件采用不同形式的两相简化模型对半固态6061铝合金单轴压缩过程进行了数值模拟,模拟得到了材料在压缩过程中的等效应力等效应变场的信息及载荷行程曲线,并与热模拟试验进行了对比分析。数值模拟为预测半固态材料触变压缩过程中的流动行为,优化工艺参数,控制和预防成形缺陷及指导生产奠定了基础。