鈦合金作為一種優(yōu)良的結構材料，其比強度高、密度小、耐蝕性好，因此被廣泛應用于航空航天、船舶、汽車(chē)等多個(gè)領(lǐng)域。ZTC4作為一種中等強度的α+β型鈦合金，是使用Z廣泛、Z成熟的一種鑄造鈦合金，這種鈦合金加工件適用于制備承受較高應力的靜態(tài)航空航天用結構件。精密鑄造能夠以較低的成本批量生產(chǎn)出尺寸精準、形狀復雜的構件，這類(lèi)鑄件整體結構性好、可靠性高，可同時(shí)解決鈦合金構件成形難度大和成本高的難題，因此一直是鈦合金鑄造行業(yè)研究的重要方向。

       鈦異形件加工數值模擬能夠對復雜問(wèn)題進(jìn)行量化描述，基于實(shí)際物理過(guò)程的凝固數值分析已逐步成為預測和改善鑄件內部質(zhì)量的重要手段。通過(guò)數值模擬分析合金鑄造過(guò)程的溫度場(chǎng)、流場(chǎng)以及缺陷分布，突破了傳統工業(yè)生產(chǎn)中過(guò)度依賴(lài)生產(chǎn)經(jīng)驗和試錯來(lái)改進(jìn)澆注工藝、研發(fā)周期長(cháng)、成本高的局限性，可顯著(zhù)提高材料的綜合性能。因此，本研究首先分析鑄件結構特性，然后利用ProCAST軟件對鈦合金鑄件真空熔模鑄造工藝進(jìn)行模擬分析，闡明澆注過(guò)程合金液的流動(dòng)狀態(tài)、凝固特征及缺陷分布，基于此進(jìn)行迭代優(yōu)化獲取Z優(yōu)工藝參數。使用新工藝進(jìn)行試制生產(chǎn)，Z終獲得探傷檢測合格的鑄件。

       因此鈦合金加工件廠(chǎng)家的結論：

       (1)采用ProCAST軟件對ZTC4鑄造鈦合金澆注的薄壁件進(jìn)行真空熔模鑄造數值模擬，對初始鑄造工藝進(jìn)行評估并得到該結構件缺陷分布規律和鑄件澆注系統設計準則。

       (2)采用逆向工程手段和有限元分析方法優(yōu)化了澆注方案，在原有鑄造工藝上增設澆/冒口獲得了Z優(yōu)鑄造工藝，解決了原有工藝中鑄件承力板區域容易產(chǎn)生縮松縮孔的問(wèn)題。采用優(yōu)化方案制備的試制件探傷檢測結果表明鑄件內部質(zhì)量良好，未出現氣孔、縮孔缺陷且工藝穩定性高。

       (3)數值模擬結果與無(wú)損檢測結果高度一致，為同類(lèi)鈦合金鑄件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和澆注工藝優(yōu)化提供了可靠的依據和分析方法，為類(lèi)似異形薄壁件的精密鑄造成形技術(shù)提升奠定了基礎。