铸件在长期的工作负荷及其他条件下会发生疲劳失效，疲劳试验即是利用疲劳试验机测定金属试样或模拟机件在各种环境下的疲劳性能并研究其断裂过程的试验。

       疲劳试验依据 GB/T 3075—2008《金属材料 疲劳试验 轴向力控制方法》，该标准修改自 ISO 1099《金属材料疲劳试验 轴向力控制方法》，旨在为金属材料试样轴向等辐力控制的循环疲劳试验提供疲劳试验数据的指导，相应美标为 ASTM E466《金属材料力控制恒幅轴向疲劳试验方法》；GB/T 4337—2015《金属材料疲劳试验 旋转弯曲方法》，修改自 ISO 1143《金属材料旋转弯曲疲劳试验》，适应于金属材料在室温和高温空气中试样旋转弯曲的条件下进行的疲劳试验；GB/T 12443—2017《金属材料 扭矩控制疲劳试验方法》，等同采用 ISO 1352《金属材料扭矩控制疲劳试验方法》；材料在弹塑性条件下，当应力场强度因子增大到某一临界值时，裂纹便失稳扩展，导致材料断裂，这个临界或失稳扩展的强度因子值即为断裂韧度，它反映了材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，GB/T 21143—2014《金属材料准静态断裂韧度统一试验方法》、ISO 12135《金属材料准静态断裂韧度统一试验方法》、ASTM E1820《断裂韧性的标准试验方法》等均可用于检测研究材料的断裂韧度。根据以上标准及铸件工作条件可研究铸铁材料弯曲疲劳、拉拉疲劳、拉压疲劳、扭转疲劳、断裂韧性等。

       根据 GB/T 9439—2010 中的附录 A 可参考不同牌号灰铸铁疲劳试验结果，见表 1；根据 GB/T 1348—2009 中的附录 G 可参考球墨铸铁弯曲疲劳结果，见表 2。关于灰铸铁的拉拉疲劳、拉压疲劳，当孕育效果好时，石墨形态好，基体组织均匀，抗拉强度提高；疲劳极限提高；夹杂物增多时则疲劳极限下降；而对于球墨铸铁，相同应力水平下随着珠光体含量增加抗拉强度提高，疲劳极限提高，随球化率增加、石墨数量增加疲劳极限提高，当球化率增加一定程度时，结果相反。

       对于抗拉强度是 370MPa 的球墨铸铁件无缺口试样，退火铁素体球墨铸铁件的疲劳极限大约是抗拉强度的 0.5 倍，在珠光体球墨铸铁和（淬火 + 回火）球墨铸铁中，该比率随着抗拉强度的增加而减小，疲劳极限大约是抗拉强度的 0.4 倍，当抗拉强度超过 740MPa 时，这个比率将进一步减小。

表 1 不同牌号灰铸铁疲劳试验结果

注：1.扭转疲劳强度  τ   tw  （MPa）≈0.43  R   m  。

2.  σ   bW  ≈（0.35～0.5）  R   m  。

3.  σ   zdW  ≈  σ   bW  ≈  R   m  。

表 2 球墨铸铁疲劳试验结果

       对直径为 10.6mm，45° 圆角  R  0.25mm 的 V 型缺口试样，退火球墨铸铁件的疲劳极限降低到无缺口球墨铸铁件（抗拉强度是 370MPa）疲劳极限的 0.63 倍，这个比率随着铁素体球墨铸铁件抗拉强度的增加而减小，对中等强度的球墨铸铁件、珠光体球墨铸铁件和（淬火 + 回火）球墨铸铁件，有缺口试样的疲劳极限大约是无缺口疲劳极限的 0.6 倍。

摘自现代铸铁技术