球墨鑄鐵型材是制造活塞環(huán)毛坯的主要的出鐵方式，球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，在硬度、耐性上都有杰出的體現(xiàn)。球墨鑄鐵的抗度高達(dá)60k，一起抗拉強(qiáng)度也到達(dá)31k，能夠說在硬度和耐性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)地優(yōu)于鑄鐵。1949年人類開發(fā)出球墨鑄鐵以來，球墨鑄鐵就一直被用作鋼的鐵打替代品，但一起由于具有更好的展延性和抗沖擊性，因此物理性能也要優(yōu)于鋼。球墨鑄鐵的壓力負(fù)載部件都經(jīng)過鐵素體化退火周期的工藝處理后，球墨鑄鐵內(nèi)部的球狀結(jié)構(gòu)也能夠鑄鐵內(nèi)部的薄片石墨簡單產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)象。在球墨鑄鐵的微觀照片中，能夠看見裂縫游行到石墨球后終止。在球墨鑄鐵行業(yè)界，這些石墨球稱為“裂縫終結(jié)者”，由于它們具有阻撓開裂的能力。球墨鑄鐵活塞環(huán)具有杰出的性能，長處是硬度高，耐性好，一起不簡單開裂。在出產(chǎn)活塞環(huán)毛坯的過程中，常常運(yùn)用球墨鑄鐵作為材料。 球墨鑄鐵型材有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。 ??球墨鑄鐵型材將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵，比普通灰口鑄鐵有較高強(qiáng)度、較好韌性和塑性，用于制造內(nèi)燃機(jī)、汽車零部件及農(nóng)機(jī)具等。 球墨鑄鐵型材以其優(yōu)良的性能，在使用中有時(shí)可以代替昂貴的鑄鋼和鍛鋼，在機(jī)械制造工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

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。