ZTA15钛合金薄壁件铸造工艺优化数值模拟研究OA

大尺寸薄壁ZTA15钛合金异形铸件在航空发动机复杂喷管部件中具有广阔的应用前景。然而,其铸造过程中由于壁厚差异,易导致充型不均、温度场分布不均以及凝固缺陷等问题。本文采用ProCAST软件对ZTA15钛合金薄壁铸件的铸造工艺进行了数值模拟与优化研究,系统分析了不同浇注系统对铸件温度场、流动场、凝固行为及微观组织的影响。结果表明,采用传统中心浇道与米字型横浇道系统时,易在铸件内部形成高温热节区,造成凝固不均匀,并使缩孔、缩松缺陷集中分布。相比之下,优化设计的侧边辅助浇道系统通过分流与补缩作用,有效改善了温度场和流速场的均匀性,降低了合金液的冲击力,减少了气孔与夹杂缺陷,并使缩孔缩松缺陷被引导至浇注系统内部。微观组织模拟结果表明,优化后的浇注系统有助于获得更加均匀的显微组织。