车轮是列车整车零件中,保障列车安全运输的关键部件之一,也是列车机车生产过程中技术含量较高的环节之一。脉冲电流处理技术作为一种绿色新技术,可以改善凝固组织。因此,以车轮钢为研究对象,在其凝固过程中施加电流脉冲,研究电流脉冲对车轮钢凝固组织的影响,是十分必要的。研究结论如下:(1)经过电流脉冲处理,能够抑制车轮钢中C元素的偏析,使C元素分布更加均匀。改善碳偏析的效果与施加的电流脉冲参数有关。随着引入电流脉冲的能量增大(电流密度和脉冲频率),车轮钢的铸锭中C元素分布趋于均匀,其偏析得到一定程度的改善。(2)经过电流脉冲处理,枝晶生长得到抑制,二次枝晶间距缩短。随着引入电流脉冲能量的增大(电流密度和脉冲频率),枝晶二次枝晶间距逐渐缩短。(3)在自制电流脉冲水冷模型内,施加电压为4V的电流脉冲,对一氯化铵树枝晶处理后。一次枝晶和二次枝晶停止了生长,且变细变短,重新溶解于溶液中;施加电压为12V的电流脉冲对氯化铵树枝晶处理后,二次枝晶首先被折断,一次枝晶慢慢被溶解变细,最终被折断。(4)通过计算,进一步分析了电流密度和脉冲频率对晶核形核率的影响。电流脉冲直接降低了金属凝固形核势垒,提高了晶核的形核率;形核率与电流密度和脉冲频率两者成正相关关系。(5)工业试验发现,电流脉冲处理能够明显改善车轮钢圆坯的凝固组织。当没有施加电流脉冲时,铸坯中心部位存在缩孔缺陷;而施加电流脉冲后,缩孔消失,仅有轻微的疏松,随着电流的增大疏松程度逐渐降低,且等轴晶率也相应提高。