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(jìn)行單軸拉伸試驗以及對薄壁圓管試樣進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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。

　由于球墨鑄鐵型材在水冷石墨型中凝固，使得組織非常細(xì)小，致密度明顯高于一般砂型鑄件，且工藝成熟，質(zhì)量可靠，產(chǎn)品率高達(dá)95%，使成本下降20～40%。鑄鐵型材徹底的以往普通鑄鐵產(chǎn)品存在的氣孔、砂眼、夾渣、裂紋、裂縫等缺陷。鑄鐵型材具有良好的強度、密度、抗拉、減壓、抗磨性。產(chǎn)品表面光潔、尺寸精度高、加工余量小等特點。其中為顯著的特點是，機械性能優(yōu)越有著高強度與高韌性相結(jié)合及優(yōu)良的抗疲勞性能。山東聊城飛翔公司生產(chǎn)的球墨鑄鐵型材的適用范圍1、各種金屬零件加工；2、鈑金、箱體、金屬結(jié)構(gòu)；3、鈦合金、高溫合金、非金屬等機械加工；4、風(fēng)洞燃燒室設(shè)計制造；5、非標(biāo)設(shè)備設(shè)計制造。6、模具設(shè)計制造。量大優(yōu)惠，質(zhì)優(yōu)價廉。

鑄態(tài)下的球墨鑄鐵基體組織一般為鐵素體與珠光體，采用熱處理方法來改變球墨鑄鐵基體組織，可有效地提高力學(xué)性能。常用的熱處理方法如下：[退火]：球墨鑄鐵型材的退火分為去應(yīng)力退火、低溫退火和高溫退火。去應(yīng)力退火工藝與灰鑄鐵相同。低溫退火和高溫退火的目的是使組織中的滲碳體分解，獲得鐵素體球墨鑄鐵，提高塑性與韌性，改善切削加工性能。[正火]：球墨鑄鐵正火的目的是增加基體中珠光體的數(shù)量，或獲得全部珠光體的基體，起細(xì)化晶粒，提高鑄件的強度和耐磨性能的作用。正火分為低溫正火和高溫正火。[調(diào)質(zhì)處理]：將鑄件加熱到860～920℃，保溫2～4小時后油中淬火，然后在550～600℃回火2～4小時，得到回火索氏體加球狀石墨的組織，具有良好的綜合力學(xué)性能，用于受力復(fù)雜和綜合力學(xué)性能要求高的重要鑄件，如曲軸與連桿等。[等溫淬火]：將球墨鑄鐵棒、件加熱到850～900℃，保溫后迅速放入250～350℃的鹽浴中等溫60～90分鐘，然后出爐空冷，獲得下貝氏體基體加球狀石墨的組織，使綜合力學(xué)性能良好，用于形狀復(fù)雜，熱處理易變形開裂，要求強度高、塑性和韌性好、截面尺寸不大的零件。