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。

水平連鑄球墨鑄鐵型材的制造方法是將嚴格選擇的原輔料經(jīng)沖天爐或感應(yīng)爐熔化處理后的鐵水，倒入保溫爐內(nèi)，鐵水流入安裝在保溫爐下方的短結(jié)晶器中，并被激冷凝固成一定強度的外殼后，用牽引機拉拔成型材。保溫爐內(nèi)的熔融鐵水，在牽引機拉拔的同時，又不斷地補充到結(jié)晶器內(nèi)冷卻凝固，如此不斷運作，生產(chǎn)出鑄鐵型材。不同形狀的結(jié)晶器和不同的生產(chǎn)工藝，可以生產(chǎn)不同截面，不同材質(zhì)的鑄鐵型材。當(dāng)然，假設(shè)會開發(fā)加工它的更快和更好的方法。新型、先進的機床正運轉(zhuǎn)比以往更快，大約比10 年前快了1000 表面英尺(305m)/min。傳統(tǒng)的觀點認為，在鑄鐵加工領(lǐng)域，更高的速度意味著勞動密集和成本高昂的刀具磨損。然而，當(dāng)今對于專業(yè)技術(shù)和廣泛現(xiàn)場試驗的應(yīng)用證明提高機床性能并沒有排斥鑄鐵的使用。實際情況卻是恰恰相反的。不論是因為高速加工——或者可能就是因為高速加工——我們現(xiàn)在正提供刀具經(jīng)濟性的創(chuàng)新水平，其特征是耐磨的刀片和長壽命的刀體。