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许多偏晶合金具有特殊的物理和力学性能，在结构材料和功能材料方面具有广阔的应用前景。然而，偏晶合金熔体在冷却过程中发生液-液相变，极易形成偏析型凝固组织，很难制备具有理想组织的偏晶合金，其应用受到严重限制。快速凝固技术能够有效抑制偏析组织的形成，有助获得弥散型凝固组织，在偏晶合金复合材料制备上具有很好的应用前景。开展偏晶合金凝固过程研究，对开发和利用该类合金具有十分重要的理论和实际指导意义。本文以揭示偏晶合金激光表面处理条件下偏晶合金组织演变机理为目标，实验和模拟相结合研究了偏晶合金凝固组织形成机理和影响因素。主要研究工作如下: 1.考虑扩散传输、对流传输及弥散相液滴迁移传输等多种因素的共同作用，给出了偏晶合金熔化/凝固过程中试样的浓度场、温度场控制方程。综合考虑液-液相变过程中弥散相液滴的形核、扩散长大、空间迁移、碰撞凝并等多种因素的共同作用，建立了偏晶合金熔化/凝固组织演变过程的群体动力学模型。并研发了热力学相图与动力学模型直接耦合计算的方法和求解过程。对Al-3 wt.％Pb-1 wt.％Sn三元偏晶合金开展了定向凝固实验，并模拟分析了凝固组织形成过程，通过对比分析实验结果与模拟结果，验证了所建模型的有效性。 2.对Al-3 wt.％Pb-1 wt.％Sn三元偏晶合金开展了快速定向凝固实验，获得了富Pb-Sn相粒子均匀分布于基体的凝固试样，凝固速率越快，富Pb-Sn相粒子的尺寸越小。Al-3 wt.％Pb-x wt.％Sn三元偏晶合金热力学计算表明，随着Sn含量的增加，液-液相变区间温度范围减小，液-液-固三相区温度范围增加，液-液相变区温度范围和液-液-固三相区温度范围总和增加，在相同的凝固速度下，弥散相液滴的长大/粗化时间增加，凝固组织中富Pb-Sn相粒子的尺寸增大。 3.对Al-Pb偏晶合金开展了激光表面处理实验，获得了富Pb相以粒子形式弥散分布于Al基体的合金表面层，表层内富Pb相粒子明显细化。对激光表面处理条件下Al-Pb合金凝固组织演变动力学过程展开了模拟研究，结果表明，激光表面处理层的最终凝固组织由合金表面的升温熔化、弥散相液滴溶解与熔体均匀化及及随后的熔体冷却凝固过程共同决定，应用激光表面处理技术可获得富Pb相高度弥散分布的Al-Pb合金表面层。 4.利用气体雾化技术制备了Al-7 wt.％Pb-3 wt.％Sn三元偏晶合金粉末，粉末内富Pb-Sn相粒子均匀分布于基体中，多数富Pb-Sn相粒子呈圆形且位于晶粒内部，少量不规则形状的富Pb-Sn相粒子位于晶界处。富Pb-Sn相粒子的尺寸随雾化粉末尺寸的减小而减小。利用所获得的雾化粉末以纯铝为基体开展了激光表面熔覆实验，结果表明，表面处理层内富Pb-Sn相液滴的分布与覆粉厚度有关。覆粉层厚度较小时，表面层内粒子体积分数较低，且呈现沿激光速移动方向分布的特性;随覆粉层厚度的增加，粒子体积分数增加，趋向于弥散分布。 5.对Al-Pb-Sn三元偏晶合金开展了激光表面重熔实验，获得了富Pb-Sn相粒子弥散分布于Al基体的合金表面层。考察了合金成分对表面层凝固组织的影响，结果表明，随着Pb含量的增加，基体及表面层内粒子尺寸均增加。对激光表面重熔条件下Al-3 wt.％Pb-1 wt.％Sn三元偏晶合金的组织演变动力学过程展开了模拟，结果表明，在液-液相变阶段产生的富Pb-Sn相液滴形核后长大时间较长，凝固组织中粒子尺寸较大;在液-液-固三相共存阶段也发生富Pb-Sn相液滴的形核现象，这部分液滴在靠近固/液界面位置处形核，形核后很快被凝固界面所吞并，所形成粒子尺寸较小。研究结果清楚展示了激光表面重熔条件下Al-Pb-Sn三元偏晶合金凝固组织演变的动力学过程。