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装载机和挖掘机用泵／阀体铸件是高温承载承压件,要求铸件具有足够的强度、耐磨性好、组织致密、尺寸稳定,同时还要具有良好的导热散热性能,以防止泵／阀产生涨体及渗漏故障。目前,该类泵／阀体一般使用球墨铸铁材料,该类球墨铸铁泵／阀体铸件虽然强度性能高,但组织致密度低,长期在高压高温下工作容易发生渗漏故障,且导热散热性能及热疲劳性能欠佳,使用寿命短。本文主要利用铸造模拟软件MAGMAsoft,研究合金元素、熔体处理工艺、铸造工艺等对灰口铸铁泵体铸件和蠕墨铸铁阀体铸件组织、性能、组织致密度及残余应力等的影响,为获得强度性能满足要求、耐磨性好、组织致密的合金灰口铸铁泵体铸件和蠕墨铸铁阀体铸件提供试验基础,然后将模拟结果通过生产试验进行验证分析。针对装载机用泵体铸件,设定铸造工艺为砂型重力铸造,树脂砂型、树脂砂芯、一型两件、底注、浇注温度1400℃,随流孕育,模拟研究了基本元素C、Si、S、P及合金元素Mo、Cu、Cr、Ni对铸件组织、性能及残余应力的影响。通过综合分析各元素含量对铸件组织中的一次渗碳体含量、石墨片平均尺寸、共晶团尺寸、共晶相分数、过冷石墨含量、铸件平均抗拉强度、硬度和残余应力的影响,确定了泵体铸件适宜的化学成分含量范围：C3.4～3.8%、Si1.7%～2.0%、Mo0.5%～1.5%、Cu1.5%～2.0、Ni0.5%～1.0%、Cr0.2%～0.6%、S<0.08%、P<0.14%。选取泵体铸件化学成分C3.5%、Si2.0%、Mn0.9%、S0.06%、P0.1%、Cu2.0%、Cr0.6%、Mo1.5%、Ni1.0%,采用设定的铸造工艺,获得的铸件组织中无一次渗碳体,共晶团尺寸636μm,石墨片平均长度2781μm,共晶相分数79%,平均抗拉强度472Mpa,平均硬度305HB,最大残余应力30MPa,但铸件在顶部和中间截面位置存在缩孔。改变浇注温度、铸型种类及孕育方式,模拟研究了铸件组织、性能、残余应力的变化、铸件的致密度及缩松缩孔缺陷的变化,模拟结果显示,泵体铸件的最优铸造工艺为：重力浇注,壳型、壳芯、一型两件、底注、顶部添加冒口、浇注温度1350℃-1450℃,随流孕育。采用最优工艺进行生产试验验证,获得的泵体铸件组织致密,无缩松缩孔、白口及裂纹缺陷,基体中珠光体含量90%,石墨等级5,随炉试棒抗拉强度435MPa,硬度HB308。针对装载机用阀体铸件,设定铸造工艺为砂型重力铸造,树脂砂型、树脂砂芯、一型两件、顶注、浇注温度1400℃,随流孕育,模拟研究了基本元素C、Si、Mn及合金元素Mo、Cu、Cr、Ni、Sb对铸件组织、性能及残余应力的影响。通过综合分析各元素含量对铸件组织中的初生石墨含量、石墨球化率、铸件的平均抗拉强度、硬度和残余应力的影响,确定了阀体铸件适宜的化学成分含量范围：C3.7～4.0%, Si2.0～2.05%, Mn0.5～0.9%, Cu0.3～0.9%, Cr、Mo、Ni的最优水平组合为Mo0.9%、Cr0.6%、Ni1.0%,选取合金蠕墨铸铁合金成分：C3.8%、Si2.2%、Mn0.7%、S0.02%、P0.01%、Cu0.6%、 Cr0.6%、Sn0.05%、Mo0.9%、Ni1.0%、Mg0.01%。采用设定的铸造工艺,获得的铸件组织中无一次渗碳体,共晶相分数99%,石墨球化率14%,平均抗拉强度543MPa,硬度311HB,残余应力101MPa,但铸件中间截面位置存在缩孔。改变浇注温度、铸型种类,模拟研究铸件组织、性能、残余应力的变化、铸件的致密度及缩松缩孔缺陷,模拟结果显示,阀体铸件的最优铸造工艺为：重力浇注,壳型、壳芯、一型两件、顶注、浇注温度1350℃-1450℃,随流孕育。采用最优工艺进行生产试验验证,获得的阀体铸件组织致密,无缩松缩孔、白口及裂纹缺陷,蠕化率85%以上,珠光体含量70%以上。