后座件是工程机械上用于连接机臂的重要部件,其质量对于工程机械的安全运行具有重要的影响,所以对产品的工艺设计和制造要求都非常高。热裂纹是铸件在凝固末期处于塑性与强度很低的时候,由于铸件凝固收缩受到阻碍而产生的裂纹。本文基于某公司工程机械挖掘机后座零部件在铸造生产过程中产生的热裂纹缺陷,综合运用实验和数值模拟对铸件裂纹的影响因素及其形成机理进行了一系列研究,探讨了铸件裂纹的改善方案。相关工作对于提高铸件质量,降低生产成本有着重要的工程应用价值和理论研究意义。对后座件缺陷处进行取样,经金相和SEM分析,观察到热裂纹附近晶粒尺寸较大,裂纹中存在非金属夹杂物的现象。通过用ProCAST铸造仿真模拟软件对后座件的充型凝固过程的计算表明,后座件上的热裂缺陷处于壁厚大,最后凝固位置,并且由于工艺原因,在浇注过程中产生的非金属夹杂物会随着液体补缩回流至铸件内部,使得该部位的强度降低,当合金收缩时该部位受到的拉应力大于其强度极限,则会产生热裂纹。对此提出了相对应的工艺解决方案,经模拟和实验验证表明,成功消除了热裂纹缺陷。铸钢件热裂和凝固过程密切相关,铸钢在糊状区的高温力学性能直接影响其在凝固处于脆性温度区间时所能达到的应力和应变量。通过高温拉伸实验,得到了实验钢SC450W的零强度温度（ZST）为1405℃、零塑性温度（ZDT）为1390℃,由此得到了热裂敏感区温度范围。通过对拉伸断口微观形貌的分析,探索了塑性随温度的变化趋势,并结合特征温度,确定了当SC450W钢在凝固冷却过程中降至1390℃时,如果收缩产生的拉应力大于0.18MPa时,则会产生裂纹,并且由于液体补缩被阻碍,裂纹会一直留在铸件内部。通过对后座件的结构分析,热裂纹部位处于受阻位置,所以将形状复杂的后座件简化为不同长度和断面比的工字型结构实验件。确定了晶粒尺寸和应力对热裂纹产生和拓展的关系,当晶粒的平均半径越大时,裂纹长度越长;最大有效应力越大时,裂纹宽度越宽。并通过模拟分析预测了实验件中存在的缩孔、缩松和热裂缺陷,针对实验件提出了基于应力、固相率、横截面积的热裂判据,所得模拟结果与实际生产情况产生的缩孔、缩松和热裂部位基本吻合。通过ProCAST软件中的CAFE版块,分析了高斯分布中的三个参数:形核过冷度、体形核过冷度标准方差及单位体积最大形核密度对于凝固组织模拟的影响,并通过与EBSD实验结果进行比对分析,得到了该钢件凝固形核过程中的形核参数。