半固态加工或半固态成形技术（Semi-Solid Metal Forming），简称SSM，是将处于固液两态的金属混合浆料用铸造或其它的加工方法实现成形的新方法，是21世纪最有前途的金属材料加工技术之一。该技术的关键在于制备合格的非枝晶半固态金属浆料，要求具有细小、均匀、呈近球状的非枝晶微观组织。本文以亚共晶铝硅合金中的典型牌号A356合金为研究对象，主要研究了添加稀土作为该合金细化剂的细化效果及其细化机制，并结合当前节能减排绿色制造的主流思想，利用自制电磁搅拌设备在低频下对合金进行搅拌，详细探讨了电磁搅拌对铸锭组织的影响，以期在添加多元稀土并施加电磁搅拌的复合工艺下制备出合格的半固态A356合金浆料。本文选择稀土Ce、Y、Gd作为A356合金的细化剂，并分别在Al-RE共晶温度上下保温2min后浇铸（紫铜模），通过金相分析、X射线衍射、扫描电镜、能谱仪等分析手段研究了稀土诱发的Al-RE共晶反应对A356铝合金的细化效果，并利用Bramfitt提出的二维错配度理论解释其细化机制。结果表明：熔体中发生Al-RE共晶反应后的产物α-Al和稀土铝化合物，皆可作为合金凝固时的异质形核质点，形核质点的增加使合金得到细化。稀土Ce的合适加入量为0.5wt%，合金于共晶温度之下保温后其初生α相平均等积圆直径为28.46μm，平均形状因子为0.75；稀土Y的合适加入量为0.5wt%，合金于共晶温度之下保温后其初生α相平均等积圆直径为33.60μm，平均形状因子为0.74；稀土Gd的合适加入量为0.8wt%，合金于共晶温度之下保温后其初生α相平均等积圆直径为37.90μm，平均形状因子为0.79。在此基础上，应用自制变频控制的电磁搅拌设备对A356-0.5Y合金进行短时弱电磁搅拌，在低过热度浇注技术和合适的保温工艺下，研究了电磁搅拌频率对合金凝固组织中初生α相形貌、尺寸与分布规律的影响，研究结果表明：由于集肤效应和频率对电磁搅拌速度（或功率）等的影响，使得电磁搅拌对铸锭径向不均匀性具有显著影响，其中边缘区域的晶粒大小和形貌优于芯部区域，稀土Y也偏向于在铸锭外围聚集；液态合金于620℃浇注（不锈钢模），在频率为30Hz时经电磁搅拌15s后于590℃保温5min，铸锭的径向不均匀性差异较小，其中芯部晶粒平均等积圆直径为64.95μm，平均形状因子为0.80；边缘晶粒的平均等积圆直径为58.97μm，平均形状因子达到0.83。在上述电磁铸造工艺条件下，复合添加多元稀土Ce、Y、Gd作为细化剂，利用合金在浇注前的降温过程使得各铝-稀土共晶反应能依次进行并达到多重细化A356铝合金的效果，通过正交试验手段分析多元稀土的合适添加比例和不同稀土对半固态A356铝合金凝固组织形貌与晶粒尺寸的影响，实验结果表明：最佳多元稀土的配比为0.2wt%Ce+0.4wt%Y+0.4wt%Gd，此时半固态A356合金凝固组织中初生α相晶粒平均等积圆直径为50.52μm，平均形状因子为0.83。添加稀土诱发共晶反应后的产物—稀土铝化合物与初生α相的二维错配度及其密度对合金的细化效果皆有一定程度的影响：两者的二维错配度越小细化效果越好；稀土铝化合物的密度与铝合金熔体差别越大并由其引发的化合物偏聚、沉淀，对细化合金存在负面影响。本文的创新之处在于：利用二维错配度理论，较为系统的解释了稀土细化A356铝合金的机制，并提出选择稀土作为细化剂时应注意的若干问题；经详细探讨电磁搅拌工艺后，研究了三种不同成分比例的多元稀土在该双重工艺下对合金的细化效果，为探索稀土的新细化机制和创制具有多重细化效应的稀土细化剂打下了坚实的基础。