轨道交通是保持国民经济运行的基础建设，包括地铁，轻轨，有轨电车，跨座式单轨铁路，城际列车和许多其他类型的。每一种类型都有其特定的应用范围。近几年来轨道交通在我国正处于一个蓬勃发展的阶段，然而随着列车运行速度的不断提高，出现在高速度运行过程中的各种安全问题尚未得到全部解决，现有的车轮运行过程中的剥离、裂纹等缺陷己不能满足轨道交通需求的快速发展。
      本文旨在研究开发新型高强度高韧性减振降噪的等温淬火球墨铸铁车轮材料(Austempered Ductile Iron，简称ADI也可以叫做奥。贝球铁)来提高高速运行列车的稳定性和车轮使用寿命。
本文主要从ADI化学成分的优化设计、ProCast成型仿真和实验、等温淬火热处理工艺和性能测试分析等方面进行详细研究。利用Jmatpro软件计算和理论分析，通过计算平衡凝固相、相转变温度和元素偏析等内容分析基础成分对铸件力学性能、工艺性能的影响规律，根据合金元素对提高球墨铸铁淬透性的作用以及合金元素的偏析、难溶碳氮化合物的产生，对奥一贝球铁列车车轮材料进行基础元素的优化和合金元素的设计。
      采用ProCast软件对车轮浇注和凝固过程进行仿真计算，结果表明：采用同时凝固的技术方案，设计无冒口浇注系统，大量使用冷铁，加大铸件冷却速度，降低浇注温度可减少铸件液态收缩量，可获得优质无缺陷的列车车轮铸件。根据仿真优化的铸造工艺对列车车轮进行浇铸实验，实验结果与模拟计算相符合，获得无铸造缺陷的车轮铸件。
      通过正交试验制备不同热处理工艺参数的ADI试样，根据对热处理后试样的抗拉强度、延伸率、硬度、冲击韧性和金相组织的检测分析，确定了ADI列车车轮的热处理工艺方案，经实验验证ADI车轮性能检测抗拉强度达到1 100MPa，延伸率在6％以上，轮辐部位取样冲击韧性大于8J／cm2，硬度达到31HRC以上，ADI车轮与普通列车车轮相比具有减振降噪的效果，达到高速列车车轮的使用要求。
      减振降噪也是设计ADI车轮的目标之一，由于ADI组织含有石墨球，具有较高的阻尼性能，ADI材料制成的工件在运行过程中比钢制件噪音低，为了检测ADI车轮的减振降噪效果，进行了ADI材料振动声辐射特性的场内试验，采用落锤撞击的激励方法，对标准车轮和ADI车轮分别进行落锤试验，测试、分析和比较标准车轮与ADI车轮的辐射声功率，以此来判定ADI车轮的减振降噪效果，将这两种车轮采用弹性支撑的方式使车轮处于自由约束状态，用2．5cm钢球对车轮径向和轴向落锤撞击。采用峰值声功率、1s等效声功率和2s等效声功率来进行结果比较。峰值声功率采用测试数据中最大值来计算声功率，反应了峰值降噪效果，ls等效功率采用从峰值开始衰减1秒内的数据来计算声功率，反映了1秒内的降噪效果，2秒声功率反映了2秒内的降噪效果。