Получается, что возможно проблема не связана с MdiArea.

Зачем ты используешь qobject_cast, когда есть специальная функция QMdiArea::currentSubWindow () const

Когда закрываешь дочернее окно - посылай сигнал родителю.
Я делаю так, к примеру:

void MainWindow::on_action_goods_triggered()
{
    goods_form *E_F = new goods_form();
    E_F->setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);
    QMdiSubWindow *widg = new QMdiSubWindow(this);
    widg->setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);
    QObject::connect(E_F, SIGNAL(signal_closing()), widg, SLOT(close()), Qt::AutoConnection);
    widg->setWidget(E_F);
    widg->setWindowTitle(tr("Список товаров"));
    widg->setWindowIcon(QIcon (":/icons/goods.ico"));
    widg->setGeometry(QRect(10, 10, 1100, 500));
    add_new_window(widg);
}

void MainWindow::add_new_window(QMdiSubWindow *p_sub)
{
    QMdiSubWindow *sub = ui->mdiArea->addSubWindow(p_sub);
    sub->setAttribute(Qt::WA_DeleteOnClose);
    sub->show();
}

Меня сейчас больше всего интересует линкер. Как ни странно, не смотря на обилие информации,
по параметрам запуска и конфигам qmake, базовая логика линковщика ни где нормально не описана.
Вчера пол дня разбирался с ошибкой, вызванной некорректным подключением инклюда с классом, содержащим Q_OBJECT.
В принципе, проблему решил, но с логику сборки так и не постиг.

Создай любой виджет, а в его конструкторе пропиши showFullScreen();
Если создашь виджет на основе QDialog, то будет еще фишка - закрытие окна по клавише ESC.

ну как то так...