本论文以IN792MOD5A高温合金为研究对象，通过模拟和实验相结合的方法，研究了电磁搅拌作用下不同尺寸铸件的晶粒细化机制以及显微组织特征。利用Ansys软件对铸件凝固过程中的电磁场、流场和温度场进行了模拟，利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子探针(EPMA)等方法研究了电磁搅拌作用下高温合金的显微组织特征。　　通过Ansys模拟了在不同频率(1-9 Hz)和同一电流幅值(300 A)的线圈电流作用下单向电磁搅拌对铸锭熔体流场和温度场的影响。模拟结果表明:线圈频率为5Hz时，在铸锭的凝固初期，熔体的冷却速率较大并且温度波动较小，有利于晶核的形成。因此，选取频率为5Hz的交变线圈电流对铸锭进行凝固实验。实验结果表明:单向90 s电磁搅拌使铸锭晶粒的平均尺寸从未施加电磁搅拌时的3 mm减小到电磁搅拌时的250μm，并且晶粒组织从树枝状结构转变为球状结构。单向电磁搅拌作用下铸锭晶粒细化的主要机制为:旋转磁场产生的强制对流，促进熔体快速冷却，增加熔体的形核率;旋转磁场产生的感应电流使枝晶尖端产生较大的焦耳热，促进枝晶尖端重熔，从而抑制枝晶生长;熔体中产生剧烈的搅动促进生长枝晶的根部界面处溶质和热的边界层厚度减小，使得枝晶根部固-液界面的生长速率增大，并且焦耳热在枝晶尖端富集能够抑制枝晶尖端生长，从而引起球状结构枝晶的形成。　　在正、反交替电磁搅拌作用下，研究了电磁搅拌时间对拉伸试棒晶粒尺寸以及显微组织的影响。结果表明:随着电磁搅拌时间的延长，试棒端部的晶粒从较大的柱状晶（～2mm）转变为细小的树枝状等轴晶(～330μm)，而试棒中部的晶粒从较大的柱状晶转变为粗大的等轴晶;电磁搅拌使试棒端部样品中共晶和碳化物的平均尺寸以及元素偏析程度先增大后减小。试棒中部晶粒细化不明显的主要原因是试棒中部尺寸小，凝固时间短，减小了电磁搅拌有效作用时间。试棒端部晶粒细化的主要机制为:正、反交替电磁搅拌不仅使熔体在初始凝固阶段的冷却速率增大，有利于晶核的形成，而且促进变形枝晶的根部重熔，引起枝晶碎片数量的增多。枝晶碎片移动到凝固前沿，起到核心的作用，从而促进晶粒的细化。　　在同一旋转磁场作用下两种不同结构的铸件（铸锭和试棒）的晶粒细化情况明显不同。在对称且连续的回转体铸锭中，单向电磁搅拌使铸锭晶粒细化更为明显。根本原因在于电磁搅拌使铸锭的熔体产生更强烈的搅动，使熔体快速冷却，促进在熔体中形核;在分立的较小试棒中正、反交替电磁搅拌对熔体的搅动强度要弱得多。而且铸锭的尺寸较大，凝固时间长，增加了旋转磁场有效作用时间，这也是铸锭晶粒细化更明显的原因之一。试棒的端部比试棒的中部细化效果更明显，也能够证明这一点。