钛合金熔体具有很高的化学活性,能与几乎所有的铸型材料发生界面反应,严重影响铸件的质量及性能,给钛合金的应用造成严重的困难。本文利用数值模拟对钛合金界面反应进行了研究,并对计算结果进行了实验验证。本文建立了重力场条件下,钛基合金熔体与陶瓷铸型界面反应过程中,传热、传质和化学反应三者强耦合作用下的界面反应数值模拟的物理和数学模型,利用模型分别对不同工艺条件下(不同接触时间、不同浇注温度、不同铸型预热温度以及加入不同合金元素Al含量)液钛与氧化锆陶瓷型壳的界面反应层厚度进行了数值模拟,模拟结果表明:随着接触时间的增加反应层厚度增大,浇注温度和铸型预热温度和加入合金元素都影响着反应层的厚度,其中铸型预热温度和加入合金元素为主要影响因素。其次,本文还建立了电磁场条件下,钛基合金熔体与陶瓷铸型界面反应过程中,传热、传质、化学反应和电磁场四者强耦合作用下的界面反应数值模拟的物理和数学模型,利用模型分别对上述不同工艺条件下液钛与氧化锆陶瓷型壳的界面反应层厚度进行了数值模拟并同重力场下进行比较,结果同重力场下的相似,但由于电磁场对合金熔体的作用,使得反应更加剧烈。在数值模拟的基础上,本文还利用SEM、能谱分析等测试方法对钛基合金与陶瓷铸型在重力场下和电磁场下的界面反应机制进行了深入的分析。最后,本文对重力场和电磁场条件下,钛基合金熔体与陶瓷铸型界面反应过程的模拟结果进行了实验验证,结果表明,模拟结果与实验结果吻合很好,从而验证了界面反应数值模拟的正确性。