摘要：在铝合金超声铸造技术中,功率超声在熔体中产生强烈的空化效应导致超声辐射杆端面发生严重的空化腐蚀已成为超声铸造技术亟待解决的问题。辐射杆空蚀破坏对超声波作用效果的发挥有重要影响并严重制约辐射杆有效使用寿命。本文针对钛合金辐射杆在铝熔体中空蚀进程以及空化腐蚀机理主要开展以下研究：(1)基于大型流体计算软件Fluent中的VOF方法对近壁面单个空化泡的溃灭进行了数值模拟。模拟结果表明：近壁面的空化泡溃灭呈非对称溃灭,溃灭瞬间形成一定规模的微射流,该微射流指向壁面,并沿着壁面法线方向迅速衰减。空泡溃灭产生的微射流能够对壁面形成水锤作用,从而在壁面处产生瞬时高压,这种脉冲型高压是造成空蚀破坏的重要原因。(2)进行了铝熔体中钛合金超声辐射杆空蚀试验,采用了失重法以及熔体Ti元素检测法来描述辐射杆空蚀进程。实验结果表明：辐射杆端面空蚀最先出现在端面圆心处。圆心处空蚀坑随时间逐渐扩大且整个端面向内凹进,空蚀坑最终扩散至整个端面,直至端面材料全部剥落。空蚀进程中,可观察到较为明显的加速期与稳定期,孕育期与衰减期不明显。钛合金辐射杆最佳工作时长约为15h。(3)采用了扫描电镜及能谱对不同空蚀时间下的空蚀试样进行微观形貌观察与能谱检测。检测结果表明：空泡溃灭会在材料表面产生麻点,使表面基体脱落。同时钛合金基体会与铝熔体反应形成颗粒状的Al3Ti,该物质硬而脆的特性使得在空化泡溃灭的冲击下从钛合金基体脱落,钛合金辐射杆在铝熔体中的空化破坏是由空化泡溃灭产生力学破坏以及化学腐蚀共同作用的结果。其中图46幅,表8张,参考文献82篇