半固态成型技术是一种兼具液态和固态成型优点的新兴技术,可以一体成型具有优异力学性能、复杂形状和高尺寸精度的金属部件,但目前铝合金的半固态成形的应用研究进展却十分缓慢。因此,本文以商业6061铝合金为研究对象,从SIMA法坯料制备、室温-半固态温度的压缩行为到最终的触变成形,对6061铝合金的半固态组织和性能演变及其内在机制进行系统深入的研究,为铝合金的触变成形提供理论指导与试验参考。首先采用镦粗为预变形方式的SIMA法制备6061铝合金的半固态坯料。结果表明,变形量增加有利于固相晶粒尺寸减少和圆整化,其临界变形量为33.3%。在等温热处理过程中,合金组织中首先发生回复和再结晶过程,同时低熔点的AlFeSi相和Mg₂Si相等在三叉晶界处率先发生熔化,之后溶质原子不断向液相区转移,固相晶粒被液相逐渐包围而发生球化,最终形成非枝晶的半固态6061合金组织。等温热处理对半固态组织的影响主要有两个方面,即热处理温度和热处理时间。提高热处理温度有利于加快再结晶、熔化和长大的进程,但温度过高时,液相的快速渗透会导致再结晶进行不充分;随保温时间延长,液相率不断增加,固相晶粒尺寸先减小后增加,圆度逐渐降低。随着热处理时间和温度的提升,坯料的屈服强度和抗拉强度均逐渐降低,延伸率先增加后减小。压缩试验结果表明,6061合金的压缩真应力-应变曲线在26-500℃（固态温度区间）表现为塑性变形特征,而在600-620℃（半固态温度区间）下呈现典型的触变变形特征,曲线可划分为应力激增、变形抗力下降和稳定触变流动三个阶段。6061合金压缩峰值应力和稳态应力均具有温度敏感性和应变速率敏感性,随着温度升高或应变速率的降低,峰值应力和稳态应力都呈现下降趋势。但是随温度升高,半固态下的稳态应力对应变速率的敏感性减弱,主要是由于液相起到有效的润滑作用。使用双曲正弦模型及液相修正项建立了6061合金在宽温范围的本构方程,固态塑性变形的表观激活能为248.639kJ/mol,半固态触变变形的表观激活能为681.435 kJ/mol。通过采用两段式PID闭环控制加热,得到心部与表面组织一致性较高的6061合金半固态坯料,最终进行挤压铸造触变成形。触变成形过程中的充型能力良好,成形3mm薄板的组织中初生球化固相分布均匀,屈服强度为165MPa,抗拉强度为280MPa,延伸率为9.5%。相比液态成形,6061合金的半固态成形能够降低铸件的热裂倾向,减少卷气缺陷和提高塑性。