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。

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），組織細小致密，材料均勻性好