消失模铸造是一种近净成型技术,具有工艺设计灵活、生产成本低、环境污染小、产品质量高等优点。消失模铸造技术应用较为广泛,但在低碳钢领域的研究和应用较少,限制其推广应用的主要为增碳缺陷。随着消失模低碳钢铸件的需求日益增多,如何解决铸钢件的增碳缺陷成为了现阶段亟待突破的技术难题。本文以一种桥梁支座低碳铸钢件为研究对象,基于ProCast数值模拟软件对消失模铸造充型及凝固过程进行模拟分析,并结合生产验证和对增碳缺陷的实验研究,确定出较优工艺方案,以期达到提高产品质量、降低生产成本的目的。本文针对该产品结构,设计了两种浇注方案:水平浇注和垂直浇注。通过数值模拟分析和生产验证,发现垂直浇注时金属液充型更加平稳,液面上升速度更快,泡沫模样气化更加充分,试验件生产和加工后缺陷更少。采用正交试验的方法对浇注温度、负压度、模样密度对冒口补缩的影响程度进行了研究,得出最优工艺参数组合方案为:浇注温度1680℃、模样密度20g/L、负压度0.05MPa。为了降低生产成本,对该工艺方案进行了二次优化,通过增设外冷铁、采用发热覆盖剂、降低冒口尺寸,将工艺出品率提升至65%。通过采用EPS和STMMA两种泡沫材料进行样件生产和实验研究,对比研究了不同泡沫材料下增碳缺陷的分布规律以及对铸钢件化学成分和力学性能的影响程度。研究表明:采用EPS生产低碳铸钢件时,表面增碳量在0.1%~0.3%之间,体积增碳量在0.01%~0.04%之间,化学成分和冲击韧性不满足桥梁支座的质量要求;采用STMMA生产低碳铸钢件时,表面增碳量<0.1%,体积增碳量<0.015%,化学成分和各项力学性能均符合桥梁支座的质量要求。本文所得研究结论,能够指导桥梁支座低碳铸钢件的生产,满足生产企业对产品质量和经济效益的要求。