液态模锻是一种近净成形技术,可以成形形状复杂的制件,且力学性能接近锻件,为复杂制件成形开辟了一条新路。本文以2A50铝合金为材料,一种负重轮为研究对象,通过数值模拟和简单加载液态模锻成形实验研究了负重轮制件凝固过程存在的不均匀应变场,对简单加载成形的制件的组织性能的不均匀性进行了研究分析,并通过复合加载成形实验,研究了局部加载补缩对制件组织和性能均匀化控制的影响规律。通过ProCAST软件对负重轮制件凝固过程的数值模拟可知,制件的各部凝固顺序不一致,在制件的直壁与底部的转角处存在金属液的最后凝固区;而且转角处的拉应力最大,此处也是热节最集中的部位,所以此区域是容易产生缩孔缩松、热裂等缺陷的部位。通过简单加载液态模锻实验,验证了模拟预测的缺陷及其产生的位置,在此加载方式下成形的制件组织和性能不均匀。制件的直壁部分的晶粒形状不如底部的晶粒规则、均匀,且晶粒不如底部细小;制件的直壁部分的密度和力学性能低于底部。通过复合加载—局部补缩的方法可以成形组织和性能均匀的负重轮制件。随补缩量的增大,制件的宏观缺陷(缩孔缩松和裂纹等)逐渐消失;制件的组织趋于均匀;直壁部分的密度逐渐增大至接近底部密度;直壁部分的力学性能也随之增大,在补缩量为8~10mm时,制件的力学性能接近均匀。由实验结果可得,补缩量为10mm是理想的补缩参数。本课题通过复合加载方式得到了组织和性能均匀的负重轮制件,为液态模锻制件组织和性能均匀化的控制提供了方法。