本文以常柴股份有限公司铸造厂生产的蠕墨铸铁柴油发动机机体为取样对象，通过机械加工及线切割获取不同位置、不同蠕化率的蠕墨铸铁试样，并以灰铸铁试样作为对比实验。利用光学显微镜(OM)分析和扫描电子显微镜(SEM)分析等手段以及基本的力学性能测试法，研究其力学性能、微观组织、石墨形态及分布等。应用LRP1200型冷热疲劳试验系统，分别对蠕墨铸铁和灰铸铁进行热疲劳试验，探讨石墨形态、蠕化率及温度对两者热疲劳性能的影响。在热疲劳过程中，对试样的冷热循环过程进行完整观测并详细记录，采用OM以SEM观察并测定每组试样的裂纹萌生位置及裂纹扩展路径，研究由于温度波动而产生的热应力导致的裂纹萌生及其扩展机制。经过多组及多温度的试验，得到的主要结论如下:　　1.蠕墨铸铁蠕化率的提高，使得试样的抗拉强度、延伸率均发生变化。试样的抗拉强度先有所增加，而后降低，而延伸率呈现整体上升的趋势。其中蠕化率为70％～80％的蠕墨铸铁试样抗拉强度最高，为512MPa，延伸率也为最高，为2％，具有较好的综合力学性能。　　2.在热疲劳循环过程中，试样V型缺口处热应力集中最大。在加热、冷却过程中，V型缺口附近由于产生塑性形变导致形成相变应力;同时，由于温度变化，使得试样上产生热应力。热应力与相变应力相互叠加，破坏了石墨和基体之间的结合。因此，试样的表面裂纹将首先在缺口处产生，而且一般在缺口尖端的缺陷或晶界处形成。　　3.热疲劳裂纹萌生后，各试样基本都会形成一到二条裂纹作为主裂纹。主裂纹基本上沿晶界扩展，但当主裂纹取向和晶界的取向相差较大时，则沿枝晶间扩展。主裂纹上萌生的二次裂纹以及V型缺口附近石墨组织上萌生的微裂纹由于扩展驱动力不足，基本为沿晶界扩展。　　4.蠕墨铸铁的热疲劳寿命随着上线温度的提高而显著降低，同时裂纹扩展的速率明显加快。高温导致热应力的增大，使试样表面萌生了大量的分叉裂纹和二次裂纹，其对主裂纹的扩张方式和方向都有重要影响。　　5.试样在20-350℃进行冷热疲劳时，在一定范围内，蠕化率越高，热疲劳性能越好，但当蠕化率高于一定值，热疲劳性能开始下降，热疲劳曲线近似开口向下抛物线。通过实验可以得出，在此温度下，蠕化率70～80％的蠕墨铸铁热疲劳性能最好;蠕化率50～60％的蠕墨铸铁热疲劳性能最差。但与之相比，同样条件下的灰铸铁在裂纹萌生时所需的冷热疲劳次数更少，且裂纹扩展的速率更快。　　试样在20-650℃进行冷热疲劳时，随着蠕化率的提高，热疲劳性能下降。通过实验可以得出，在此温度下，蠕化率为50％～60％的蠕墨铸铁热疲劳性能最好;而蠕化率为80％～90％的蠕墨铸铁的热疲劳性能为4种蠕墨铸铁中最差。但与之相比同样条件下的灰铸铁在裂纹萌生时所需的冷热疲劳次数更少，且裂纹扩展的速率更快。　　故通过比较可以得出，蠕化率高于50％的蠕墨铸铁，疲劳性能要优于灰铸铁。