高镍球铁具有良好的组织和尺寸稳定性、较高的力学性能、优良的耐高温疲劳性能及良好的抗氧化及热蚀耐性能，在汽车发动机耐热耐蚀部件制造等领域具有广阔的应用前景。本文使用不同类型的球化剂对高镍球铁铁液进行炉前处理，获得高镍球铁;通过定量分析阶梯试块金相组织，研究球化剂种类对不同壁厚高镍球铁试件石墨形态的影响规律;通过即时测定高镍球铁铁液凝固冷却曲线，分析铁液凝固过程及其对应的球化效果。并在此基础上，对涡壳铸件进行铸造工艺设计，模拟不同铸造工艺所对应的铁液充型流场和温度场，预测铸造缺陷及其可能产生的部位，进而对铸造工艺实施优化。研究结果表明:　　球化剂种类和铸件壁厚对高镍球铁的球化效果具有显著的影响。随着壁厚的增大，各球化剂对球化率的影响趋势分别是，低稀土FeMgSi球化剂趋于升高，微稀土FeMgSi球化剂先增后降，NiMgSi球化剂显著降低，NiMg球化剂缓慢降低。生产高镍球铁薄壁小件时，建议优先选用NiMg球化剂，其次是NiMgSi球化剂;生产壁厚较大的铸件时应选用含稀土的球化剂。　　高镍球铁凝固初期从液相中析出石墨和初生奥氏体，在凝固曲线上表现为初晶平台，随后发生多元共晶反应，并形成碳化物和复杂物相，在凝固曲线上表现为共晶平台。其凝固组织特点为奥氏体基体上分布着球状石墨、金属间化合物FexNiy、含铬碳化物和一些富硅的复杂金属间化合物相。高镍球铁易出现碎块状石墨，其原因为合金元素含量高导致SN值大于其极限;轻稀土元素导致形成碎块石墨;奥氏体壳破裂，碳原子石墨球扩散并沿破裂处向外生长导致石墨球发生畸变;球化和孕育衰退导致球化效果变差。　　中注和底注铸造工艺未能对涡壳件进行良好补缩，顶注式工艺相对中注和底注方案而言，金属液由顶部流入型腔，易于充型;压边热冒口有利于铸件形成自下而上的凝固顺序，补缩效果良好，且浇注系统较简单，造型与清理方便，金属液消耗少。实际浇注涡壳后得到合格铸件，证明压边浇冒口方案确实可行。