高速列车的转向架轴箱是安装车轮与转向架构架的重要部件，它承载着车体重量，其质量的优劣直接影响着列车的安全性、稳定性与舒适性。列车运行时，转向架轴箱受力复杂，既有线路对车体的冲击与振动，又有轮轨间的阻力摩擦与车轮蛇行运动抗力，皆集中作用在转向架轴箱上。其重要性与可靠性处于列车设计的关键位置。被列为高速列车的核心部件，在高速列车零部件中属A类部件。由于高速列车转向架轴箱是关系到列车行驶安全的重要部件，在性能要求上又极其苛刻。长期以来，国内全部依靠进口。
高速列车转向架
高速列车
高速列车
随高速列车行驶地域上的拓展，对转向架中低温韧性的全铁素体球墨铸铁的性能要求日益增高，原有牌号的低温韧性球墨铸铁已不能满足要求。该部件材料原牌号为：EN-GJS-400-18U-L，仅对-20℃的冲击功作出要求（≥12J）。而根据最新的要求，该牌号在-40℃、-50℃的冲击功性能，不得低于-20℃的冲击功值，抗拉强度也要保持在400MPa的高度上。
国内某金属材料公司根据该要求，与相关专家着手研发最新的QT400-18AL超低温高韧性球墨铸铁。经过相关分析，对新牌号的化学成分和金相组织进行了严格要求。
表1 （-40℃） QT400-18AL化学成分要求
项目 | 质量分数（%） | ||||||
C | Si | Mn | P | S | Mg残 | Re残 | |
化学成分 | 3.6~3.9 | 2.2~2.4 | ＜0.1 | ＜0.025 | ＜0.01 | 0.03~0.05 | ＜0.01 |
化学成分中的Mg残是球化控制的重点项，对材料的性能影响较大。
表2 （-40℃） QT400-18AL金相组织要求
组织 | 基体 | 球化率 | 球个数 | 晶界夹杂物 |
指标 | 100%铁素体 | 1~2级 | ＞90~150 | 碳化物+磷共晶≈0 |
通过对材料的冲击试验，发现新研发的材料达到了超低温高韧性球墨铸铁标准中在-40℃、-50℃冲击功不低于12J的要求。
表3 （-40℃） QT400-18AL在不同温度下的冲击功值
0℃冲击值（J） | -20℃冲击值（J） | -40℃冲击值（J） | -50℃冲击值（J） | ||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 |
19.5 | 19 | 17.8 | 19.8 | 17.3 | 17.3 | 13.7 | 12.9 |
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