對(duì)用QT500-7球墨鑄鐵型材制造的汽車(chē)車(chē)輪的斷口進(jìn)行了形貌分析和能譜分析,同時(shí)進(jìn)行了理化檢測(cè).結(jié)果表明:車(chē)輪的金相、硬度、球化率均符合技術(shù)要求.在心部較厚的部位取拉伸試樣,其伸長(zhǎng)率不合格,對(duì)拉伸試棒的斷口進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)斷口上集聚了Mg、Al、Ca、La等球化劑顆粒.但伸長(zhǎng)率不合格不是開(kāi)裂的主要原因.斷口裂紋起源于凸臺(tái)和減重槽交界部位的尖角處,且該處無(wú)夾雜物,是由于設(shè)計(jì)原因引起的應(yīng)力集中而導(dǎo)致開(kāi)裂的.

對(duì)QT600-3球墨鑄鐵型材、鑄鐵棒‘薄壁圓管、板狀及缺口試樣，對(duì)光滑實(shí)心圓棒、缺口實(shí)心圓棒、缺口平板和中心孔板試樣進(jìn)行單軸拉伸試驗(yàn)以及對(duì)薄壁圓管試樣進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，獲得了試樣的荷載-位移曲線(xiàn)，并測(cè)試了材料在不同應(yīng)力狀態(tài)下的斷裂應(yīng)變;通過(guò)對(duì)試樣變形過(guò)程的觀測(cè)，用光學(xué)顯微鏡確定了試樣的啟裂位置。結(jié)合觀測(cè)球墨鑄鐵棒金相組織，采用Matlab編寫(xiě)程序?qū)η蚰T鐵棒金相進(jìn)行了定量金相分析，針對(duì)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(duì)試樣斷口形貌進(jìn)行觀測(cè)，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(jì)算分析，結(jié)合數(shù)值模擬與顯微觀測(cè)結(jié)果，確定了不同試樣啟裂點(diǎn)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(guò)研究，得到的主要結(jié)論有:(1)根據(jù)拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)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(xiàn)基本相同。(2)根據(jù)本文的試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果可知，缺口實(shí)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(duì)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。