铸钢件在制造业尤其是高铁、汽车、工程机械等先进制造业中应用广泛,随着我国制造业逐渐向高端迈进,提升铸钢件质量就成了亟待解决的问题。热处理可以改善组织,减少缺陷,是铸钢件生产过程中提高质量的的关键步骤。改进热处理工艺,提高工艺制定水平和效率成为了一个至关重要的问题。近年来,数值模拟技术逐渐成为一种研究铸钢件热处理的有效方法,与传统方法相比,可以预知处理后组织与性能,改变热处理工艺方案制定的盲目性,确保铸钢件质量,缩短生产周期,提高生产率。但是目前也存在着计算模型适用范围不够明确、实验验证数据缺乏等问题。因此,本文基于华铸CAE系统,根据不同计算模型,自主开发了组织与性能预测系统,对铸钢试样热处理过程进行模拟,并进行了实验验证,从而规范模型适用范围,改进计算方法,从而更准确的预测组织与性能,帮助工艺技术人员改进工艺,指导热处理生产。主要研究工作如下:首先,自主开发了铸钢件热处理组织及性能预测系统。基于华铸CAE前处理进行了网格剖分;运用有限差分方法,将传热微分方程离散为差分方程组,结合初始条件和边界条件,通过迭代法,计算温度变化曲线;然后以温度变化曲线为基础,分别根据扩散型和非扩散型转变的特点,利用叠加法则,根据TTT曲线,建立了铸钢件相转变预测模型;由组织含量根据各相硬度加权平均法建立硬度计算模型;以Visual Studio 2013为开发平台,实现了铸钢件热处理组织与性能计算程序开发。在计算过程中,物性参数随温度变化,根据材质成分,由JMatPro软件得到,以坐标点的形式输入程序,通过插值的方式得到某一温度下的参数值;计算结果在Tecplot中显示,同时也可以输出可在华铸CAE中显示的文件。其次,开展了不同成分铸钢件在不同保温条件,不同冷却方式下的热处理实验,并进行了金相分析及硬度测试,同时利用开发的计算程序进行了模拟,与实验结果进行对比,结果表明,本预测系统能够准确反映不同条件热处理过程的组织类型、含量及分布情况,硬度预测值也比较精确,达到了预期效果。最后,与昆明广维通公司合作,整理了工厂实际热处理工艺两千余条,利用本计算程序模拟了部分热处理工艺过程,并与实测结果进行了对比,结果表明,预测结果较为准确,对工艺制定有一定指导作用,可以在实际热处理中得到一定应用。