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。

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。