En el presente trabajo, se estudiaron la estructura y las propiedades de los clústeres TinBn (n = 2-12), y se simuló la microestructura de un sistema Al-Ti-B mediante dinámica molecular para determinar el mecanismo de refinamiento de grano de una aleación maestra Al-Ti-B en aleaciones de Al. Basado en el método de teoría de funcionales de densidad, se llevaron a cabo la optimización estructural y los cálculos de propiedades de los clústeres TinBn (n = 2-12). Los clústeres en los niveles de energía más bajos indicaron que los átomos de Ti y B eran propensos a formar estructuras TiB2, y las estructuras TiB2 tendían a estar en la superficie de los clústeres. Se determinó que el clúster Ti10B10 era la estructura más estable en el rango de n de 2 a 12 por energía de enlace promedio y energía de diferencia de segundo orden. El análisis de HOMOs y LUMOs sugirió que TiB2 era el centro activo en el clúster; la actividad de Ti era alta, pero la actividad de los átomos de B disminuía a medida que aumentaba el tamaño del clúster n. Mientras tanto, la predicción de sitios de reacción mediante la función de Fukui, la función de Fukui condensada y el descriptor dual condensado identificó que los átomos de Ti eran más activos que los átomos de B. Además, se encontraron estructuras TiB2 en el sistema Al-Ti-B simulado por el método de dinámica molecular ab initio, y había átomos de Al creciendo sobre los átomos de Ti en el TiB2. Basado en el análisis anterior, este estudio sugiere que TiB2 puede ser un centro de nucleación heterogénea de alfa-Al. Este trabajo ayuda a comprender mejor el mecanismo de nucleación heterogénea inducida por Al-Ti-B en aleaciones de Al, lo que puede proporcionar orientación teórica para experimentos relacionados.