钛合金具有高的比强度和比模量,且有良好的抗高温蠕变和抗氧化的能力等优良性能,使该合金广泛地应用于航空、航天等各个领域。定向凝固技术可控制凝固组织生长方向,因而可极大地提高合金在特定方向上的各种力学性能和高温性能。凝固组织数值模拟技术,是研究钛合金定向凝固组织的科学、有效、实用的好方法。特别对于具有动态抽拉的定向凝固过程,采用凝固组织数值模拟技术研究具有独到的优势。本论文采用宏微观相耦合的方法,结合有限差分法(FDM)和元胞自动机法(CA)建立了在移动条件下的钛合金定向凝固组织模拟数学模型。经过编程,实现了钛合金定向凝固的动态模拟过程,获得了钛合金铸锭在抽拉情况下定向凝固组织形核、生长的演变规律。为研究在移动过程中的定向凝固组织演变规律,提供了一种有效实用的方法。本文在参照实际定向凝固实验的基础上,建立了计算模型,并确定了模拟的初始条件和边界条件,应用所开发的动态模拟程序对钛合金(Ti-49Al)进行了模拟。在模拟过程中,选择了几个关键工艺参数(如抽拉速度等),在其它参数不变的条件下,来研究其规律,包括对温度场的影响和对组织的影响。通过模拟,获得了在定向凝固条件下,抽拉速度、熔体过热度和加热区距冷却液液面高度等工艺参数对温度场和组织的影响规律。模拟结果表明,随着抽拉速度的减小,固液界面形状由下凹向平直演变,且固液界面处的温度梯度逐渐增大,柱状晶间距增大,晶粒数量减少。随着熔体过热度的增大,温度梯度增大,柱状晶间距增大,晶粒数量减少。而随着加热区距冷却液液面高度的增大,温度梯度减小,柱状晶间距增大。本论文设计了钛合金定向凝固试验,并对钛合金(Ti-49Al)进行了抽拉试验,得到了钛合金定向凝固组织试验结果,将试验结果和模拟结果进行对照分析,结果表明数值模拟结果与试验结果基本吻合。表明本论文所建立的模型及揭示的规律是正确的,对实际科研生产具有指导意义。