近年来,中国轨道交通设备在全国范围内,包括哈尔滨、乌鲁木齐等高寒地区有极大的发展。目前国内外对应用于-20℃和-40℃环境下的轨道交通设备等已进行了大量的研究,但是对适用于更低温度的轨道交通设备的相关研究较少。因此,本文研究和开发应用于极端寒冷环境(-60℃)的轨道交通设备-地铁传动箱,对高寒地区地铁的建设尤为重要。本论文内容主要分为三大部分,包括理论分析、工艺的确定与优化、地铁传动箱的试制三个部分。通过理论分析与实验相结合,得出了较优的铸造工艺,并对应用于极端寒冷环境(-60℃)的地铁传动箱进行试制。第一部分主要通过理论分析,确定化学成分的大致范围、原辅材料的选用及配比、熔炼及炉前处理工艺的优化、热处理工艺等,为下面实验提供理论依据。第二部分主要是根据第一部分得到的结果进行实验研究。通过对是否含0.8%镍元素的球墨铸铁进行不同的热处理,并对试块进行组织和力学性能检测、断口形貌分析。研究发现,当添加0.8%的镍元素、退火速率为70℃/h时,得到的球墨铸铁的性能较好。第三部分主要是根据第二部分的实验结果,确定化学成分及热处理工艺,试制地铁传动箱。通过对地铁传动箱进行组织和力学性能检测、质量检测,产品的合格率达86%以上。本文主要对面向超低温环境的地铁传动箱箱体材料的热处理工艺进行了研究,确定加入0.8%的镍元素及退火速率为70℃/h的热处理工艺方案,成功试制出了满足极端寒冷环境(-60℃)的地铁传动箱,对高铁、地铁等轨道交通在高寒地区的发展具有重要意义。