本文针对耐-40℃低温冲击球墨铸铁材料,试验了3种不同的工艺方案。首先,在炉料原配比和熔炼工艺不变的基础上,添加Ni质量分数分别为0、0.3~0.4%和0.5~0.6%,得到金相组织中含有15~30%珠光体,且随Ni质量分数增加珠光体含量增加;铸态性能抗拉强度≥400MPa、屈服强度≥240MPa、延伸率≥15%和-40℃低温冲击功≥7.3J,结果不合格,珠光体含量高是延伸率和-40℃低温冲击功不合格的主要原因。随后,在第一种方案基础上为了降低珠光体含量进行热处理,试验600℃、720℃及700℃不同保温时间的热处理工艺,得到合金镍Ni质量分数为0.5~0.6%以及700℃热处理工艺能够使珠光体部分分解为铁素体和石墨,性能为抗拉强度≥400MPa、屈服强度≥240MPa、延伸率≥18%和-40℃低温冲击功≥12J,结果合格。鉴于生铁的组织遗传性、成分遗传性,兼顾试验成本、周期影响,又参照样件的成分性能,通过适当调整炉料配比、减少生铁增加回炉铁、同时引入预处理工艺等方面改进,试验不填加Ni铸态下的合格组织和性能。最终得到石墨球数及球化率均有提高,在珠光体含量小于10%情况下,铸态性能抗拉强度≥400MPa、屈服强度≥240MPa、延伸率≥18%和-40℃低温冲击功≥12J,结果合格;按此工艺做了大量再现试验,合格率达到85%以上,耐-40℃低温冲击球墨铸铁材料研发成功。与前期热处理工艺相比,改进后的工艺降低成本10%以上,提升效率5%以上,具有较大的创新性,为以后的耐-40℃低温冲击球墨铸铁铸件的批量化生产奠定了基础。