钛及钛合金具有优异的性能:密度小,比强度、比刚度高,韧性好,无磁性,熔点高、热胀系数低,并且具有优异的耐腐蚀和耐生物侵蚀的能力,它在航空、航天工业上的应用越来越广泛。钛及钛合金可以采用机械加工、锻造、铸造、焊接和粉末冶金等多种加工工艺成形零件,但其加工费用比较高,为降低钛合金零件成本,人们对各种终形和近终形制造技术日益重视,特别是精密铸造已成为最成功且应用最广泛钛合金零件的近终形加工技术。本论文主要以实验研究为主要手段辅助以计算机模拟分析进行Ti-6Al-4V合金离心精密浇注和重力浇注的对比实验,观察铸件凝固组织、分析缺陷的形成并测定其力学性能来确定凝固冷却时工艺参数—凝固组织—力学性能之间的定量关系。本论文具体完成了以下的工作:对离心精密铸造系统及铸件不同模数位置取样,进行了宏观及微观组织观察,测试与分析了不同位置处力学性能;应用AnyCasting软件模拟计算钛合金离心浇铸时凝固冷却曲线,定出钛合金离心浇铸时的冷却速度;通过计算测试分析得出了Ti-6Al-4V合金离心精密铸造晶粒尺寸与模数和冷速之间的关系,以及α/β相变片层间距与模数和冷速之间的关系;对铸造/凝固缺陷形成的位置及机理进行了分析;设计了重力场下阶梯件浇铸的铸型并在真空ISM熔化炉中完成了Ti-6Al-4V浇铸试验,初步观察分析了重力场下浇铸的钛合金的晶粒组织与相变组织。研究结果表明:在本实验中,离心精密铸造Ti-6Al-4V合金存在的铸造与凝固缺陷主要有集中缩孔、缩松、针孔和薄壁（<1mm）铸件的浇不足现象。在本研究中没有发现明显的夹杂物和热裂现象。晶粒尺寸及α/β片层间距都是随着模数的增加或冷速的减小呈增加趋势,通过本文实测数据的数学统计分析,给出了晶粒尺寸及α/β片层间距与铸件模数或冷速之间的回归表达式;不同铸型材质与钛合金产生不同厚度的界面化学反应层,以石墨做横浇道铸型材质处反应厚度约为980μm,并且在钛合金界面一侧产生厚度约为650μm的碳元素扩散边界层;以ZrO₂-Y₂O₃材质做横浇道铸型时反应厚度约为540μm,O元素在钛合金界面扩散厚度约为200μm,元素Zr和Y在钛合金界面扩散厚度约为120μm;离心铸造成形的Ti-6Al-4V合金材质的最大抗拉强度是随着冷却速度的增加而逐渐增加的;由于离心铸造缺陷的存在使得不同位置处的钛合金力学性能相差较大,即使位置比较接近的两个拉