球墨鑄鐵型材是制造活塞環(huán)毛坯的主要的出鐵方式，球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，在硬度、耐性上都有杰出的體現(xiàn)。球墨鑄鐵的抗度高達60k，一起抗拉強度也到達31k，能夠說在硬度和耐性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)地優(yōu)于鑄鐵。1949年人類開發(fā)出球墨鑄鐵以來，球墨鑄鐵就一直被用作鋼的鐵打替代品，但一起由于具有更好的展延性和抗沖擊性，因此物理性能也要優(yōu)于鋼。球墨鑄鐵的壓力負(fù)載部件都經(jīng)過鐵素體化退火周期的工藝處理后，球墨鑄鐵內(nèi)部的球狀結(jié)構(gòu)也能夠鑄鐵內(nèi)部的薄片石墨簡單產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象。在球墨鑄鐵的微觀照片中，能夠看見裂縫游行到石墨球后終止。在球墨鑄鐵行業(yè)界，這些石墨球稱為“裂縫終結(jié)者”，由于它們具有阻撓開裂的能力。球墨鑄鐵活塞環(huán)具有杰出的性能，長處是硬度高，耐性好，一起不簡單開裂。在出產(chǎn)活塞環(huán)毛坯的過程中，常常運用球墨鑄鐵作為材料。 球墨鑄鐵型材有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。 ??球墨鑄鐵型材將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵，比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性，用于制造內(nèi)燃機、汽車零部件及農(nóng)機具等。 球墨鑄鐵型材以其優(yōu)良的性能，在使用中有時可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼，在機械制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

對QT600-3球墨鑄鐵型材、鑄鐵棒‘薄壁圓管、板狀及缺口試樣，對光滑實心圓棒、缺口實心圓棒、缺口平板和中心孔板試樣進行單軸拉伸試驗以及對薄壁圓管試樣進行扭轉(zhuǎn)試驗，獲得了試樣的荷載-位移曲線，并測試了材料在不同應(yīng)力狀態(tài)下的斷裂應(yīng)變;通過對試樣變形過程的觀測，用光學(xué)顯微鏡確定了試樣的啟裂位置。結(jié)合觀測球墨鑄鐵棒金相組織，采用Matlab編寫程序?qū)η蚰T鐵棒金相進行了定量金相分析，針對球墨鑄鐵棒金相組織的不同因素討論其球墨鑄鐵棒力學(xué)性能的影響;使用光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡系統(tǒng)對試樣斷口形貌進行觀測，根據(jù)試樣宏微觀斷口討論不同試樣的斷裂形式，為研究材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下破壞提供依據(jù)。然后采用ABAQUS有限元分析軟件進行塑性大變形數(shù)值模擬計算分析，結(jié)合數(shù)值模擬與顯微觀測結(jié)果，確定了不同試樣啟裂點位置的應(yīng)力狀態(tài)參數(shù)，進一步探討了斷裂應(yīng)變與應(yīng)力三軸度之間的關(guān)系。通過研究，得到的主要結(jié)論有:(1)根據(jù)拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗與數(shù)值模擬分析，拉伸和扭轉(zhuǎn)的等效應(yīng)力應(yīng)變曲線基本相同。(2)根據(jù)本文的試驗與數(shù)值模擬結(jié)果可知，缺口實心圓棒試樣斷裂應(yīng)變隨著應(yīng)力三軸度的升高而降低，與GTN模型描述由孔洞模型韌性材料破壞規(guī)律相符合，而缺口平板試樣和中心孔板試樣的破壞規(guī)律與GTN模型描述的斷裂應(yīng)變與應(yīng)力三軸度的規(guī)律不相符。(3)對斷裂應(yīng)變相同而應(yīng)力三軸度不同的情形，發(fā)現(xiàn)Lode參數(shù)相差較大，可判定Lode參數(shù)是影響材料斷裂的重要因素。