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。

球墨鑄鐵型材是一種高強度鑄鐵材料，其歸納功能挨近于鋼，正是根據(jù)其優(yōu)異的功能，已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強度、耐性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰鑄鐵的、運用非常廣泛的鑄鐵資料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。 球墨鑄鐵件的功能挨近碳鋼，但它鑄造功能好容易成型，加工功能優(yōu)于鑄鋼，比鋼更耐熱、耐蝕、耐磨?！∏蚰T鐵的抗拉強度、塑性和耐性要比碳鋼低。盡管球墨鑄鐵的機械功能不如鋼，但由于石墨的存在，卻賦予球墨鑄鐵許多為鋼所不及的功能。如杰出的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及的切削加工功能。此外，它的碳含量高，其成分挨近于共晶成分，因此它的熔點低，約為1200℃左右，鐵水流動性好，由于石墨結(jié)晶時體積脹大，所以傳送縮短率小，其鑄造功能優(yōu)于鋼，因此通常選用鑄造方法制成鑄件運用，故稱之為球墨鑄鐵。鑄鐵型材的特性鑄鐵型材不使用砂型或涂料等傳統(tǒng)造型材料，所以連鑄型材不會有因砂型鑄造而引起缺陷.采用水冷石墨和鑄件凝固時與保溫爐內(nèi)大量鐵水相連，溫度梯度較大，極大限度的減少了縮孔（松），組織細(xì)小致密，材料均勻性好