许多具有重要应用价值材料的制备过程中都包含包晶凝固,包晶凝固对材料最终组织和性能具有重要影响。本文在课题组前期工作基础上,建立二元合金包晶凝固的二维元胞自动机（Cellular Automaton,CA）模型,对Fe-C合金和Al-Ni合金的包晶凝固过程开展模拟研究,结合实验结果进行分析讨论。应用CA模型模拟了Fe-C合金连续冷却过程中的晶粒组织包晶凝固的形貌演变并与文献发表的原位观察实验进行了对比,两者吻合良好。模拟研究了冷速对包晶反应动力学的影响。研究发现,等温情况下,包晶γ片尖端生长速度基本为定值,三相点附近的浓度迅速达到稳态;在连续冷却条件下,γ片尖端的生长速度随着时间的增加而增大,三相点附近的浓度始终不能达到稳态。模拟研究了Fe-C合金多晶连续相变过程显微组织和成分分布的演化。冷却速度会影响初生相形貌与液相中的溶质分布,进而对包晶凝固过程产生影响。冷却速度越大,液相内浓度梯度越大,包晶反应阶段生成的包晶相越多。模拟研究了Fe-C合金定向凝固过程显微组织和成分分布的演化。研究发现,二次枝晶臂粗化与包晶凝固过程同时进行。温度梯度越大,相同时间内生成包晶相越多。应用CA模型模拟了Al-25 at.%Ni合金定向凝固过程中显微组织的演化,模拟发现在温度梯度下随着包晶凝固的进行,在初生相二次枝晶臂的上端（冷端）形成较厚的包晶相,而下端（热端）包晶相由于温度梯度区域熔化效应（Temperature Gradient Zone Melting,TGZM）熔化消失,得到了实验中所观察到的非对称包晶相组织。对定向凝固过程中产生分离式包晶反应的机制进行了分析,依据熔化与凝固相的不同,将凝固过程分为四个阶段。模拟研究了工艺参数对Al-Ni合金定向凝固过程的影响。研究发现,在温度梯度作用下随着保温时间增加,初生相和液相的体积分数逐渐减小,包晶相体积分数增大;随着抽拉速度增大,初生相和液相的体积分数逐渐增大,包晶相体积分数逐渐减小;随着温度梯度增大,液相的体积分数减小,包晶相体积分数增大,初生相分数基本不变。