奧貝球鐵列車車輪成形工藝仿真與性能研究.pdf

1、軌道交通是保持國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)建設(shè)，包括地鐵，輕軌，有軌電車，跨座式單軌鐵路，城際列車和許多其他類型的。每一種類型都有其特定的應(yīng)用范圍。近幾年來軌道交通在我國正處于一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段，然而隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，出現(xiàn)在高速度運(yùn)行過程中的各種安全問題尚未得到全部解決，現(xiàn)有的車輪運(yùn)行過程中的剝離、裂紋等缺陷已不能滿足軌道交通需求的快速發(fā)展。本文旨在研究開發(fā)新型高強(qiáng)度高韌性減振降噪的等溫淬火球墨鑄鐵車輪材料（Austempered Du

2、ctile Iron，簡稱ADI也可以叫做奧-貝球鐵）來提高高速運(yùn)行列車的穩(wěn)定性和車輪使用壽命。
　　本文主要從ADI化學(xué)成分的優(yōu)化設(shè)計(jì)、ProCast成型仿真和實(shí)驗(yàn)、等溫淬火熱處理工藝和性能測試分析等方面進(jìn)行詳細(xì)研究。
　　利用Jmatpro軟件計(jì)算和理論分析，通過計(jì)算平衡凝固相、相轉(zhuǎn)變溫度和元素偏析等內(nèi)容分析基礎(chǔ)成分對鑄件力學(xué)性能、工藝性能的影響規(guī)律，根據(jù)合金元素對提高球墨鑄鐵淬透性的作用以及合金元素的偏析、難溶碳氮化合

3、物的產(chǎn)生，對奧-貝球鐵列車車輪材料進(jìn)行基礎(chǔ)元素的優(yōu)化和合金元素的設(shè)計(jì)。
　　采用ProCast軟件對車輪澆注和凝固過程進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)果表明:采用同時(shí)凝固的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)無冒口澆注系統(tǒng)，大量使用冷鐵，加大鑄件冷卻速度，降低澆注溫度可減少鑄件液態(tài)收縮量，可獲得優(yōu)質(zhì)無缺陷的列車車輪鑄件。根據(jù)仿真優(yōu)化的鑄造工藝對列車車輪進(jìn)行澆鑄實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬計(jì)算相符合，獲得無鑄造缺陷的車輪鑄件。
　　通過正交試驗(yàn)制備不同熱處理工藝參數(shù)的AD