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(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，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(jì)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(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。

對用QT500-7球墨鑄鐵型材制造的汽車車輪的斷口進(jìn)行了形貌分析和能譜分析,同時(shí)進(jìn)行了理化檢測.結(jié)果表明:車輪的金相、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,其伸長率不合格,對拉伸試棒的斷口進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)斷口上集聚了Mg、Al、Ca、La等球化劑顆粒.但伸長率不合格不是開裂的主要原因.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)致開裂的.

知道球墨鑄鐵型材是怎么成型的嗎?很簡單，先是將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀;對球墨進(jìn)行球化處理，意味著金屬微粒尺寸變小，這同樣也會(huì)提高材料強(qiáng)度，硬度。緊接著對這種球鐵進(jìn)行正火處理，目的是為了獲得珠光體基體組織，并細(xì)化晶粒，均勻組織，以提高鑄件的機(jī)械性能。有時(shí)正火也是球鐵表面淬火在組織上的準(zhǔn)備、正火分高溫正火和低溫正火。球墨鑄鐵型材高溫正火溫度一般不超過950～980℃，低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820～860℃。正火之后一般還需進(jìn)行四人處理，以正火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。由于球墨鑄鐵型材比普通灰口鑄鐵有較高強(qiáng)度、較好韌性和塑性，因此常常被用于制造內(nèi)燃機(jī)、汽車零部件及農(nóng)機(jī)具等。球墨鑄鐵型材主要是由鐵、碳和硅組成的合金，在這些合金中，含碳量超過在共晶溫度時(shí)能保留在奧氏體固溶體中的量。其組織中石墨球細(xì)小圓整，球化率高，球數(shù)多，無晶間碳化物，機(jī)械性能兼有高強(qiáng)度和高塑性。