本文概述了铸件凝固过程微观模拟的研究进展，介绍了温度场有限单元法数值模拟的模型和晶粒生长的确定模型和概率模型，提出了目前凝固过程数值模拟的发展方向和需要解决的问题。作者以铸件凝固过程温度场变化为研究对象，根据有限单元法，综合考虑了边界条件、凝固潜热处理等方面，选取了与实际情况相符的数学模型，模拟了铸件温度场。 基于温度场结果，依据温度曲线法、温度梯度法对铸件的缩孔进行预测，并结合温度—应力耦合对铸件的热变形、热裂进行了预测。以球墨铸铁为研究对象，根据结晶动力学理论，综合考虑了各研究学者建立的球墨铸铁凝固过程各阶段微观组织形成形核和长大的数学模型，注重了球墨铸铁凝固结晶特性与数学的结合，选取了与实际情况相符的数学模型。 在大型CAD 和CAE 软件平台上，建立起来的铸件凝固过程温度场数值模拟及缩孔、变形和热裂缺陷预测的CAX 技术。进而利用该项技术对板锤铸件进行模拟及缺陷预测与铸造工艺优化设计。采用有限单元法对温度场进行数值计算，为微观模拟中宏观传热的计算提供了依据。进而用Visual C++ 语言，编制了球墨铸铁微观组织形成的软件Hebut-A-Structure。Hebut-A-Structure 软件可以预测球墨铸铁凝固过程中各相的形成以及固态转变中铁素体和珠光体的形成，进而可预测球铁铸态力学性能。 研究表明：实际生产结果与模拟情况完全吻合，铸件凝固过程温度场数值模拟及缩孔、变形和热裂缺陷预测的CAX 技术可以指导实际生产。通过试验结果与模拟结果进行对比，发现两者吻合较好；球状石墨形核与生长主要与过冷有关，冷却速度越快，其形核能力越强、数目越多；共析阶段产生的珠光体与铁素体体积分数则由过冷度与球墨个数两者决定。