鈦合金作為一種優良的結構材料，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、汽車等多個領域。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航空航天用結構件。精密鑄造能夠以較低的成本批量生產出尺寸精準、形狀復雜的構件，這類鑄件整體結構性好、可靠性高，可同時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研究的重要方向。
鈦異形件加工數值模擬能夠對復雜問題進行量化描述，基于實際物理過程的凝固數值分析已逐步成為預測和改善鑄件內部質量的重要手段。通過數值模擬分析合金鑄造過程的溫度場、流場以及缺陷分布，突破了傳統工業生產中過度依賴生產經驗和試錯來改進澆注工藝、研發周期長、成本高的局限性，可顯著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行模擬分析，闡明澆注過程合金液的流動狀態、凝固特征及缺陷分布，基于此進行迭代優化獲取Z優工藝參數。使用新工藝進行試制生產，Z終獲得探傷檢測合格的鑄件。
因此鈦合金加工件廠家的結論：
(1)采用ProCAST軟件對ZTC4鑄造鈦合金澆注的薄壁件進行真空熔模鑄造數值模擬，對初始鑄造工藝進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化了澆注方案，在原有鑄造工藝上增設澆/冒口獲得了Z優鑄造工藝，解決了原有工藝中鑄件承力板區域容易產生縮松縮孔的問題。采用優化方案制備的試制件探傷檢測結果表明鑄件內部質量良好，未出現氣孔、縮孔缺陷且工藝穩定性高。
(3)數值模擬結果與無損檢測結果高度一致，為同類鈦合金鑄件產品的開發和澆注工藝優化提供了可靠的依據和分析方法，為類似異形薄壁件的精密鑄造成形技術提升奠定了基礎。
