球墨铸铁凝固显微组织对铸件宏观性能具有重要影响。本文采用数值模拟方法对球墨铸铁凝固显微组织进行了模拟研究，这项工作有助于深入理解凝固显微组织的形成机制，并为控制铸造工艺提供指导。完成的主要工作如下：　　 基于局部溶质平衡的思想建立了石墨在液相和奥氏体相中生长的模型，开发了相应程序。应用前期工作建立的Zhu-Stefanescu(ZS)模型模拟奥氏体枝晶的生长。将石墨、奥氏体的生长模型相耦合，并耦合石墨、奥氏体的形核以及浓度场、温度场的计算，建立了模拟球墨铸铁凝固显微组织演变的二维模型，开发了相应的程序。　　 应用所建立的模型首先对球墨铸铁中初生奥氏体枝晶、初生球状石墨的生长以及共晶凝固时两相的相互作用协作生长进行了模拟研究。结果表明，随着冷却速度的增大，合金凝固速度加快，奥氏体枝晶臂变得细长；初生石墨球的生长受碳在液相中的扩散所控制，增加石墨球数目以及增大冷却速度均可以加快石墨生长速度；共晶凝固时石墨在液相中的生长可以促进邻近奥氏体的生长，并加快石墨被奥氏体包围的进程，石墨被奥氏体包围后的生长受碳在奥氏体中的扩散所控制。　　 随后对不同成分、不同冷却速度下球墨铸铁凝固过程中显微组织的演变进行了模拟研究。结果表明，建立的模型不仅能够形象描述显微组织形貌的演变过程，而且能够较合理地预测工艺条件对显微组织的影响。在共晶凝固过程中，由于石墨的存在，奥氏体的各向异性生长被各向同性的碳浓度扩散所控制，生长形貌由原来的枝晶状变成了近球状。不同成分的球墨铸铁，由于初生相不同，凝固显微组织形貌也有所不同：过共晶球墨铸铁，凝固组织中晶界比较平滑，而亚共晶球墨铸铁，晶界处则存在凹凸不平的枝晶状形貌。对于成分一定的球墨铸铁，随着冷却速度的增大，凝固速度加快，最终凝固组织中石墨球数目增加，平均半径减小。模拟得到的球墨铸铁凝固冷却曲线与实验结果吻合较好，验证了模型的合理性。