本文采用垂直提拉连续铸造技术制备出高球墨数（400个/mm2）且尺度、分布均匀的超细密球墨铸铁,采用等温淬火热处理及碳配分热处理调控其基体显微组织,通过不同热处理工艺参数对超细密球墨铸铁基体组织中α/γ相尺度、含量及其碳浓度分布进行调控,并探究了组织结构参数与力学性能的相关性规律及其摩擦磨损行为。主要结论如下:超细密球墨铸铁经等温淬火热处理后,其显微组织主要由球状石墨、α相以及γ相构成,并且其结构参数与热处理工艺密切相关。随着奥氏体化温度的升高,超细密球墨铸铁基体组织中γ相含量及其碳含量明显增大,且其尺度显著粗化;α相形态变长变细,倾向于形成细长针状。随着等温淬火温度的升高,超细密球墨铸铁基体组织中γ相含量及其碳含量增加,α相形态变长变粗,倾向于形成粗长板条状。力学性能表征发现,奥氏体化温度在850℃-950℃,材料塑韧性随着γ相含量增大而提高。但当奥氏体化温度高于950℃,继续增大奥氏体化温度会引起γ相尺度长大,显著恶化力学性能。另一方面,随着等温淬火温度升高,γ相含量不断增多,导致材料强度降低、塑韧性提高。摩擦磨损实验表明,超细密球墨铸铁“冶金镶嵌”的石墨在摩擦应力的作用下可形成石墨润滑层,降低材料摩擦系数,其摩擦系数远低于GCr15。在低载低速下,超细密球墨铸铁硬度越低,石墨润滑层越易形成,因此其摩擦系数随着等温淬火温度的升高而降低。进一步提高载荷和转速会引起摩擦表面升温,造成摩擦层氧化脱落,进而改变磨损机理。随着载荷和转速的提高,超细密球墨铸铁其磨损机理依次为剥层磨损、轻微氧化磨损、严重氧化磨损。碳配分热处理可以促进等温淬火态试样中α相碳原子进一步向γ相扩散,从而使α相中的碳含量降低,这种组织在不降低等温淬火态超细密球墨铸铁强度的情况下,显著提高其塑韧性。经碳配分处理后,等温淬火态试样延伸率提高了约50%。