金属材料的复合型断裂问题由于其普遍性和复杂性一直困扰着力学、材料学等学科的发展,目前的研究工作还不充分,是一个很有必要进行深入细致研究的课题。45钢材料在实际工程中应用相当广泛,掌握了其裂纹断裂机理与规律进而可以预防相关断裂破坏事故的发生,这无论对生产发展还是社会经济都有着十分重大的现实意义和应用价值。基于此,本文以45钢淬火和退火材料为研究对象,在进行Ⅰ-Ⅱ复合型断裂试验的基础之上,对试验现象和结果进行深入分析以及应用有限元方法和相关软件对复合型断裂问题进行数值计算与分析,考察主要力学参量对裂尖启裂的影响,以获得相关力学参数的变化趋势以及裂纹体的断裂规律,进而得到实用的数值分析途径；研究分析金属细观组织变化与宏观断裂形式间存在的内在联系,认识断裂的发生发展过程,筛选影响断裂的主要控制参数,以期建立适当的断裂准则,为今后相关的研究工作提供理论依据、试验数据积累及可行性方法。通过以上的研究工作,本文主要取得了以下进展和成果：1.通过对试验现象以及试件断口的分析,对出现的断裂形式及其机理进行了深入研究,得出了宏观断裂形式与微观断裂特征之间的联系,并区分了不同应力状态以及不同热处理工艺对材料微观结构和断裂过程的影响；2.在试验的基础之上,通过有限元方法以及相关软件ANSYS的数值计算分析,得出了裂纹启裂时裂尖附近区域材料的应力三维度极大值及其所在方位、最大主应力方向等力学参数的分布特征、变化规律,进而深入研究了这些断裂参数对裂纹尖端启裂过程的影响；3.在对不同复合比时不同断裂机理系统研究的基础上,针对不同断裂形式结合材料的微观结构以及力学特征,分析比较了现有的断裂判据如最大周向正应力判据、最小应变能密度因子判据等存在的问题和不足,进而提出并验证了一个适用于不同材料区分不同断裂形式的以应力三维度为断裂参数的复合型断裂准则判据,并应用于本文试验计算出了45钢材料相关判据参数以及材料常数。