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过共晶Al-Si合金是一种重要的铸造合金,广泛地应用在航空航天、汽车和电子封装行业,其主要性能取决于凝固后初生Si的形貌和尺寸,因此对初生相的凝固特性进行研究是十分必要的。本文采用电磁悬浮熔炼技术并结合激光辅助加热实现了Al-70%Si合金的热力学深过冷处理,利用高速摄影仪对Al-70%Si凝固过程中初生Si的结晶形态进行动态观测,使用扫描电子显微镜分析了合金凝固后的表面形貌,研究了过冷度、细化元素RE和P对初生Si生长特性的影响规律。本文取得的主要研究结果有：(1)Al-70%Si合金的凝固特性和组织形貌与其过冷度有关。当过冷度小于122 K时,初生Si呈粗大的长条状,表现出小平面生长方式的特性。当过冷度介于122 K与230 K之间时,初生Si一部分以明显棱角和孪晶沟槽的长条状和块状形式存在,一部分以规则排列的枝晶状和球状形式存在,表现为中间生长方式的特征。当过冷度达到230 K时,初生Si呈现均匀细小的短棒状或球状,表现出非小平面生长的特性。由此可知,初生Si生长方式有三种：小过冷度下的小平面生长,中等过冷度下的中间生长和大过冷度下的非小平面生长。随着过冷度增加,初生Si发生由侧面生长方式到中间生长方式的转变和由中间生长方式到连续生长方式的转变,发生两次转变的临界过冷度△T1和△T2分别为122 K和230 K。(2)RE元素对Al-70%Si合金中初生Si生长方式影响显著。加入0.5%RE后,初生Si生长方式转变的临界过冷度△T1和△T2分别为104 K和212 K；加入1.0%RE后,初生Si生长方式转变的临界过冷度△T1和AT2分别为80 K和200 K；加入1.5%RE后,初生Si生长方式转变的临界过冷度△T1和△T2分别为65 K和190 K。能谱分析结果表明,RE元素主要分布在晶界处。RE元素降低了Al-70%Si合金中初生Si生长方式转变所需的2个临界过冷度△T1和△T2,这是由于固/液界面前沿富集的RE元素抑制了初生Si生长。(3)添加P元素促进了初生Si的形核,降低了初生Si生长方式转变所需的临界过冷度。加入0.5%P后,初生Si生长方式转变的临界过冷度△T1和△乃分别为92 K和206 K；加入1.0%RE后,初生Si生长方式转变的临界过冷度△T1和△T2分别为56 K和179 K。