近年来随着海洋经济的迅速发展,海洋装备制造业对于高镍铸铁的需求量日益增加,并且对高镍铸铁的性能和生产效率也提出了更高的要求。在保证高镍铸铁强度和硬度的前提下,提高高镍铸铁的生产效率及后续加工性成为生产高质量高镍铸铁的关键所在。水平连铸高镍铸铁棒材具有组织致密,石墨片细小,综合机械加工性能优异,生产效率高,材料利用效率高等特点,得到了越来越多的应用。本论文采用水平连铸生产工艺制备了直径54mm的高镍铸铁棒材,利用金相显微镜、扫描电镜对水平连铸高镍铸铁棒材铸态微观组织进行了观察,研究了水平连铸高镍铸铁棒材的微观组织形成机制。铸态下水平连铸高镍铸铁棒材具有一定的强度和硬度,但塑性和韧性较差,且存在硬质质点,影响切削加工性,因此对水平连铸高镍铸铁棒材分别进行了正火和退火热处理,研究热处理工艺对水平连铸高镍铸铁棒材微观组织的影响,测试热处理前后水平连铸高镍铸铁棒材的力学性能,研究热处理工艺对水平连铸高镍铸铁棒材力学性能的影响规律,得出以下结论:（1）采用冲天炉—电炉双联熔炼工艺熔炼,浇注温度为1440℃左右,采用75硅铁进行包内孕育,加入量为1.2%,浇注前加入0.2%钛铁细化晶粒,水平连铸拉拔速度为1.2m/min,该工艺成功制备了直径54mm的高镍铸铁棒材,棒材的抗拉强度为272.7MPa,硬度（HB）为131.1,延伸率为3.0%,力学性能符合ASTM A436-84（2015）标准。（2）水平连铸高镍铸铁棒材外部微观组织为发达的枝晶奥氏体+D型石墨+少量碳化物,棒材心部为粗大的枝晶奥氏体+D型石墨+少量E型石墨和碳化物。水平连铸高镍铸铁棒材外部碳化物分布于奥氏体的二次晶轴和晶界处,呈小块状和长棒状,棒材心部碳化物主要分布于奥氏体晶界处,呈不规则块状。（3）950℃～1050℃温度范围内,随着保温温度的升高,碳化物的分解速度加快,碳原子和铬原子的扩散速度加快,水平连铸高镍铸铁棒材中碳化物含量不断减少,残余碳化物尺寸极具减小,形态趋于圆整。1050℃保温后,棒材中的碳化物含量最少,尺寸最小,形态最为圆整。（4）最佳热处理工艺为1050℃正火。正火热处理工艺保证了水平连铸高镍铸铁棒材的强度和硬度的同时,减小和减少了碳化物尺寸和数量。热处理后棒材的抗拉强度、硬度（HB）和延伸率分别为525.8MPa、215.6和3%。