Для сприятливого співвідношення високого рівня експлуатаційних властивостей виливків і мінімальної витрати легуючих елементів необхідна оптимізація хімічного складу металу основи і робочого шару, параметрів лиття та термічної обробки, з метою отримання дисперсної структури і однорідного розподілу вторинних фаз.

Ефективний вибір оптимальних режимів легування, лиття і термічної обробки виливків можливий в результаті комп'ютерного аналізу процесу формування структури виливків при охолодженні після заливки і в процесі термічної обробки

При визначенні закономірностей формування структури виливків у литому стані, за незалежні вихідні фактори приймали швидкості охолодження виливків у рідкому стані, інтервалі затвердіння і температурної області, перед дифузійному розпаду аустеніту, температури початку і закінчення дифузійного розпаду аустеніту сталі та її вуглецевий еквівалент.

За функції відгуку брали кількістьі розмір зерен фериту та перліту.Фізико - математичні моделі апроксимували поліномом n-ступеню.

Аналіз отриманих рівнянь показав, що в процесі затвердіння і охолодження після затвердіння виливків вміст структурних складових і дисперсність ферито - перлитной структури сталі з коефіцієнтом кореляції від 0,825 до 0,867 визначається вуглецевим еквівалентом стали і швидкостями охолодження в рідкому стані, інтервалі затвердіння і в температурній області від 600 до 800 ^оС, перед дифузійного розпаду аустеніту.

За наведеними закономірностями визначили вплив швидкості охолодження виливка в рідкому стані, інтервалі затвердіння, температурної області від 800 до 600 ^оС, перед дифузійним розпадом аустеніту, і хімічного складу сталі на параметри структури виливка.

Розрахунки проводили шляхом зміни значень одного вихідного параметра при фіксованих базових значеннях інших факторів. За базові значення брали середні величини експериментальних факторів, які мали наступні значення: V_tl= 1,43 ^оС/с; V_∆tз= 0,54^оС/с;V_800-600 = 0,15^оС/с;С= 0,55 мас. %; Si_. = 0,42 мас. %;Mn_. = 0,73 мас. %; S= 0,03 мас. %; P= 0,03 мас. %; Cr_. = 0,2 мас. %.

Аналіз результатів моделювання показав, що збільшення швидкості охолодження виливка в рідкому стані, інтервалі затвердіння і температурної області від 800 до 600 ^оС, а також легування стали марганцем і хромом призводить до диспергування структури сталевого виливка.

Приймаючи за незалежні фактори параметри структури в литому стані та вуглецеві еквіваленти визначили закономірності формування структури термооброблених виливків.

За функції відгуку структурних характеристик виливків після термічної обробки брали кількість і розмір зерен фериту та перліту в сталеві.Аналіз рівнянь показав, що дисперсність мікроструктури після термічної обробки істотно залежить від відповідних структурних параметрів в литому стані і ступеня легування твердого розчину сталі.

Результати моделювання показують, що в процесі термічної обробки посилюється в 2 - 3 рази вплив факторів, які призводять до диспергування структури виливків в литому стані.

Встановлені закономірності забезпечують можливість аналітичного прогнозування впливу хімічного складу і режимів термічної обробки на структуру виливків. Встановлені залежності є теоретичною основою комп'ютерного металознавства і при розробці алгоритму комп'ютерної програми дають можливість шляхом комп'ютерного експерименту дослідити вплив хімічних складів і умов виробництва на структуру виливків.