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针对汽车重载、提速、载荷不平衡及频繁制动所带来的汽车制动鼓使用寿命和安全性大幅下降的严重实际情况,结合现代分析测试手段找出制动鼓铸件在新服役条件下产生缺陷的原因,通过对制动鼓的材料成份、组织性能、熔炼工艺和铸造工艺等进行优化设计和选定,使研制后的制动鼓综合性能和使用寿命显著提高。结论如下:(1)在成分设计思想上,我们首先选择高碳合金,这种选择大胆地突破了以前制动鼓材料设计的禁区。高碳选择是基于如下考虑:抗热疲劳性主要与石墨片数量有关,石墨的含量主要取决于碳含量,因此选择高碳(C≥3.4%)作为制动鼓材质成分应该首先确定。对于石墨的增加会降低铸件强度,可以添加不损害热疲劳性的合金元素以提高铸件的强度与硬度。具体合金成分选为:3.4～3.6C%,1.7～1.9Si%,0.7～0.9Mn%,0.2～0.4Cr%,0.2～0.4Cu%,0.1～0.2Mo%。(2)根据根据制动鼓典型失效形式与使用条件,我们采用珠光体基体、A型石墨组织,其中组织中珠光体量＞95%,石墨形态为A型,长度3～6级。这种设计基于如下考虑:首先珠光体组织可以获得适度硬度与强度,制动鼓材质过软(铁素体组织),不耐磨;过硬(贝氏体或马氏体组织),则会出现制动异响和加工性差问题。其次,A型石墨组织有利于提高合金的抗热疲劳性。(3)工艺设计采用先进的熔炼和铸造设备以及恰当的处理工艺来实现组织设计和成分设计的目的。(4)高性能汽车制动鼓的铸件力学性能为:强度240—280MPa,布氏硬度HB 190—210。系统的试验结果表明,新型制动鼓材料实现了合金设计的预期目标,具有良好的综合性能。新材质制动鼓装车经几年使用表明,使用寿命达6万公里以上。具有明显的经济和社会效益。