本课题研究的蒸汽发生器垂直支承铸件是压水堆核电厂关键设备蒸汽发生器支承结构的重要组成部分,直接或间接地影响到了核安全。因此对该铸件的质量提出了较高的要求。该铸件材料选用12MDV6,对应国内的牌号是ZG12MnMo V锰-钼-钒系合金钢,属于铸造低碳合金钢。由于铸件的结构梯度和尺寸较大,使得铸件成形较为困难,易产生铸造缺陷,降低了铸件质量,既影响了核电站的安全使用,又给企业带来了较大的经济损失。本课题研究结合工厂实际生产需求,首先详细介绍了铸件的原工艺方案,并运用AnyCasting软件对原工艺方案进行了数值模拟分析,预测了铸件缺陷可能出现的位置及类型,并与工厂试制情况进行对比分析,获得了铸件缺陷的成因。提出了工艺改进方案;利用正交试验方法对改进方案的工艺参数进行优化,并得到了最优的工艺参数组合;对工艺优化方案进行数值模拟分析,并实际生产验证,试制结果表明铸件质量能够满足客户的验收要求;运用CAFE法,研究了形核参数和过热度对ZG12MnMoV铸钢微观组织的影响,模拟和试验结果表明,随着形核参数和过热度的增大,晶粒半径有增大趋势;结合工厂实际生产状况,制订了合理的金属熔炼工艺和浇注方法,为提高铸件质量奠定了基础;分析了材料成分对铸件焊补性能的影响、通过试验确定了合理的焊补工艺参数,提高了铸件合格率和工厂的经济效益;针对铸件的超声波检测要求,选择了合理的检测参数,分析了检测波形及其对应的缺陷类型,解决了铸件超声波检测无底波反射的问题。