本书介绍了钛及钛合金在电子束冷床熔炼过程控制领域的研究成果，详细介绍了电子束冷床熔炼技术的发展、数值模型的建立和冷床炉熔池内的传热过程、流体行为、熔铸过程的挥发及微观组织的演变过程等，为电子束冷床熔炼炉在钛及钛合金熔铸领域的推广应用提供理论依据。
本书可供从事先进钛及钛合金熔炼技术研发的工程技术人员使用，也可作为相关专业本科生、研究生的教学参考书。

1 绪论
1.1 钛及钛合金的应用及生产工艺发展
1.1.1 钛及钛合金的应用
1.1.2 常用钛合金的性能及缺陷控制
1.1.3 钛及钛合金的熔炼工艺发展
1.2 钛合金的电子束冷床熔铸技术的发展
1.2.1 电子束冷床熔炼炉的结构
1.2.2 电子束冷床熔炼炉的熔铸过程及炉型演变
1.2.3 电子束冷床熔炼炉存在的问题
1.3 数值模拟解析钛合金熔铸多场交互机制的进展
1.3.1 数值模拟的原理及其在熔铸领域的发展
1.3.2 电子束冷床熔炼炉中的传热及流动
1.3.3 高能束扫描下的熔铸过程
1.3.4 多场交互下的凝固过程
1.3.5 钛合金电子束冷床熔炼挥发及组织偏析研究
2 电子束冷床熔炼多场耦合模型的建立
2.1 基于ProCAST的超长超薄TA1及TC4扁锭凝固过程模型
2.1.1 凝固过程宏观传热模型
2.1.2 MiLE非稳态算法及几何模型
2.1.3 凝固组织形成的CA模拟方法
2.1.4 模型的边界条件
2.1.5 模型的验证实验
2.2 基于ProCAST的TC4圆锭/TA10扁锭凝固-流场-应力计算
2.2.1 ProCAST流场模型
2.2.2 应力模型
2.2.3 模型的边界条件
2.3 基于ANSYS Fluent的TC4圆/扁锭多物理场耦合模型
2.3.1 电子束冷床熔炼的物质流分析及理论挥发速率
2.3.2 电子束能量源项
2.3.3 热流-凝固-挥发多场耦合理论
2.3.4 耦合模型的实验验证
3 熔炼过程的传热数值解析
3.1 超长超薄TA1及TC4扁锭凝固过程的温度场
3.1.1 超长超薄TA1钛扁锭的温度场模拟
3.1.2 实际熔铸超长超薄TA1扁锭表面缺陷分析
3.1.3 超长超薄TC4钛合金扁锭的温度场模拟
3.2 TC4圆锭凝固过程的温度场
3.2.1 浇注温度对TC4钛合金圆锭熔池形貌的影响
3.2.2 拉锭速度对TC4钛合金圆锭熔池形貌的影响
3.3 TA10扁锭凝固过程的温度场
3.3.1 不同拉锭速度对TA10钛合金扁锭温度场的影响
3.3.2 不同浇注温度对TA10铁合金扁锭温度场的影响
3.4 电子束扫描对熔池温度场的影响
3.4.1 工艺参数对电子束扫描下的TA10圆锭表面温度场的影响
3.4.2 电子枪扫描参数对TA10圆锭表面温度场的影响
3.4.3 大功率下扫描电子束对熔池表面温度和熔池演变的影响
3.4.4 控制扫描电子束热通量分配对熔池表面温度和熔池演变的影响
3.4.5 电子束扫描对TC4熔池表面温度场的影响
3.4.6 电子束扫描对TC4熔池内部温度场的影响
4 铸锭凝固过程的数值解析
4.1 超长超薄TA1及TC4扁锭熔池形貌
4.1.1 结晶器内长对TC4扁锭熔池形貌的影响
4.1.2 结晶器内长与内宽比例对TC4扁锭熔池形貌的影响
4.1.3 结晶器高度对TC4扁锭熔池形貌的影响
4.1.4 结晶器壁厚对TC4扁锭熔池形貌的影响
4.2 TA10钛合金扁锭熔池形貌
4.2.1 结晶器的内长对TA10钛锭熔池形貌的影响
4.2.2 结晶器内长与内宽的比例对TA10钛锭熔池形貌的影响
4.2.3 结晶器高度对TA10钛锭熔池形貌的影响
4.2.4 结晶器璧厚对TA10钛锭熔池形貌的影响
4.3 φ260mm TC4圆锭熔池形貌
4.3.1 浇注温度对φ260mm TC4圆锭熔池形貌及深度的影响
4.3.2 拉锭速度对φ260mm TC4圆锭熔池形貌及深度的影响
4.3.3 浇注温度对φ260mm TC4圆锭熔池截面特征长度的影响
4.3.4 拉锭速度对φ260mm TC4圆锭熔池截面特征长度的影响
4.4 φ620mm TC4圆锭熔池形貌
4.4.1 浇注温度对φ620mm TC4大圆锭熔池形貌及深度的影响
4.4.2 拉锭速度对φ620mm TC4大圆锭熔池形貌及深度的影响
4.4.3 浇注温度对φ620mm TC4圆锭熔池截面特征长度的影响
4.4.4 拉锭速度对φ620mm TC4圆锭熔池截面特征长度的影响
4.5 长1050mmx宽220mm TC4扁锭熔池形貌
4.5.1 浇注温度对扁锭熔池形貌及深度的影响
4.5.2 拉锭速度对扁锭熔池形貌及深度的影响
4.5.3 浇注温度对TC4扁锭液相区截面特征长度的影响
4.5.4 拉锭速度对TC4扁锭液相区截面特征长度的影响
5 熔池内流体行为数值解析
5.1 ProCAST凝固-流动耦合模型对熔池流体行为的预测
5.1.1 溢流口流速对TC4熔池流速的影响
5.1.2 浇注温度对TC4熔池流速的影响
5.1.3 拉锭速度对TA10熔池流速的影响
5.1.4 浇注温度对TA10熔池流速的影响
5.2 ANSYS Fluent多物理场耦合模型对熔池流体行为的预测
5.2.1 φ260mm TC4圆锭熔池内的流动趋势
5.2.2 TC4扁锭熔池内的流动趋势
5.2.3 φ620mm TC4大圆锭熔池内的流动趋势
5.3 熔池内的流体动力学分析
5.3.1 流动及传质交互理论
5.3.2 φ260mm TC4圆锭熔池内的传质定量计算
5.3.3 长1050mmX宽220mm TC4扁锭熔池内的传质定量计算
5.3.4 φ620mm TC4圆锭熔池内的传质定量计算
6 熔池内的挥发与传质过程
6.1 TA10钛合金扁锭Mo、Ni元素的浓度场