低碳鋼為什麼得不到抗壓極限強度

A. 低碳鋼結構工程中怎樣合理使用這兩類不同性質的材料

低碳鋼為塑性材料，抗壓屈服極限與抗拉屈服極限相近，此時試件不會發生斷裂，隨荷 載增加發生塑性形變；鑄鐵為脆性材料，抗壓強度遠大於抗拉強度，無屈服現象。

壓縮試驗時，鑄鐵因達到剪切極限而被剪切破壞。 通過試驗可以發現低碳鋼材料塑性好，其抗剪能力弱於抗拉；抗拉與抗壓相近。鑄鐵材料塑 性差，其抗拉遠小於抗壓強度，抗剪優於抗拉低於抗壓。故在工程結構中塑性材料應用范圍 廣，脆性材料最好處於受壓狀態，比如車床機座。

低碳鋼的塑性、韌性好，易加工，鑄鐵的耐磨性能、減震性能好。因此，低碳鋼一般用來製作各種產品零件，而鑄鐵一般用來製作機床的床身、底座、劃線平板。

含碳量在0.25％一下的都是低碳鋼，低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板，用於製作各種建築構件、容器、箱體、爐體和農機具等。

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低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板，用於製作各種建築構件、容器、箱體、爐體和農機具等。優質低碳鋼軋成薄板，製作汽車駕駛室、發動機罩等深沖製品；還軋成棒材，用於製作強度要求不高的機械零件。低碳鋼在使用前一般不經熱處理，碳含量在0.15%以上的經滲碳或氰化處理，用於要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鏈輪等零件。

低碳鋼由於強度較低，使用受到限制。適當增加碳鋼中錳含量，並加入微量釩、鈦、鈮等合金元素，可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量並加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素，則可得到超低碳貝氏體組夠其強度很高，並保持較好的塑性和韌性。

B. 低碳鋼的抗拉、抗壓、抗扭強度的大小關系

低碳鋼的拉、壓強度近似相等，抗扭強度要小（大概根號3倍）。鑄鐵就不同了鑄鐵的回抗壓強度最大答，其它要小得多。

低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。因此，其冷成形性良好，可採用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼還具有良好的焊接性。含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造，焊接和切削。

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形變時效比淬火時效對低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性，在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個屈服點。自上屈服點出現直到屈服延伸結束，在試樣表面出現由於不均勻變形而形成的表面皺褶帶。

高預形變法，預形變的鋼放置一段時間後沖壓時也會產生呂德斯帶，因此預形變的鋼在沖壓之前放置時間不宜過長。鋼中加入鋁或鈦，使其與氮形成穩定的化合物，防止形成柯氏氣團引起的形變時效。

低碳鋼由於強度較低，使用受到限制。適當增加碳鋼中錳含量，並加入微量釩、鈦、鈮等合金元素，可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量並加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素，則可得到超低碳貝氏體組夠其強度很高，並保持較好的塑性和韌性。

C. 鑄鐵和低碳鋼兩種材料抗拉強度極限比較

低碳鋼是塑性材料，抗拉強度大，分為彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段。而鑄鐵是脆性材料，抗拉強度小，沒有屈服和縮頸現象，拉斷前的應變很小。

D. 20#鋼、45#鋼、Q215-Q235的抗拉強度是多少

20號鋼屬《優質碳素結構鋼》GB/T699-1999,屈服強度245Mpa,抗拉強度410Mpa。

45號鋼的抗拉強度600Mpa Q235≤16mm 抗拉、抗壓和抗彎強度設計值為215MP，抗剪為125MP。

Q215焊管是一種碳素結構鋼。GB/T 700-2006按成分和性能要求，此類鋼的牌號由Q195，Q215A、B，Q235A、B、C、D，Q255A、B，Q275等鋼級表示。

拓展知識：

20號鋼：

的20是指含碳量為0.2%，屬於低碳鋼。鋼中可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。

碳含量：低碳鋼一般小於0.25%；中碳鋼一般在0.25～0.60%之間；高碳鋼一般大於0.60%。

鋼中除含有碳(C)元素和為脫氧而含有一定量硅(Si)(一般不超過0.40%),錳(Mn)(一般不超過0.80%,較高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(殘余元素除外)。

Q215：

【主要特性】

具有高的塑性、韌性和焊接性能，良好的壓力加工性能，但強度低。

【應用舉例】

用於製造地腳螺栓、犁鏵、煙筒、屋面板、鉚釘、低碳鋼絲、薄板、焊管、拉桿、吊鉤、支架、焊接結構等。

45鋼：

45鋼是GB中的叫法，也叫「油鋼」。市場現貨熱軋居多；冷軋規格1.0~4.0mm（毫米）之間。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調質時要稍好，具有較高的強度和較好的切削加工性。

E. 為什麼無法測量低碳鋼的抗壓強度

材料屈服之後開始強化，由於壓縮變形使試樣的橫截面積不斷增大，盡管載荷不斷增大，但是，直至將試樣壓成餅形也不會斷裂破壞。。因此無法測量低碳鋼的抗壓強度。

F. 低碳鋼和鑄鐵在壓縮時的力學性能有什麼區別

1、材料性能不同：

低碳鋼是塑性材料，低碳鋼抗壓能力非常強，而鑄鐵是脆性材料，抗壓能力遠遠大於抗拉能力。

2、壓縮後結果不同：

低碳鋼抗壓能力非常強，且抗拉抗壓能力相當，所以最後會被壓扁但是不會斷裂，而鑄鐵的抗壓能力遠遠大於抗拉能力，最後會被內部的正應力給拉斷，斷口呈斜45度角。

3、壓縮時表現不同：

低炭鋼壓縮時的力學性能：彈性階段與拉伸時相同，楊氏模量、比例極限相同，屈服階段，拉伸和壓縮時的屈服極限相同，屈服階段後，試樣越壓越扁無頸縮現象，測不出強度極限。

鑄鐵拉伸壓縮時的力學性能：強度極限是唯一指標，斷口形狀為沿斜截面錯動而破壞，斷口與截面成角，抗壓強度極限為拉伸時的4～5倍，沿斜截面錯動而破壞，斷口與斜截面約略成角，只適合作受壓構件。

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材料力學性能是指材料在常溫、靜載作用下的宏觀力學性能。是確定各種工程設計參數的主要依據。這些力學性能均需用標准試樣在材料試驗機上按照規定的試驗方法和程序測定，並可同時測定材料的應力-應變曲線。

材料力學性能是材料的宏觀性能。設計各種工程結構選用材料的主要依據。各種工程材料的力學性能是按照有關標准規定的方法和程序，用相應的試驗設備和儀器測定。

G. 低碳鋼拉伸時有pb,而壓縮時測不出pbc,為什麼還說它是抗壓等強度材料，

低碳來鋼延伸率大，在承自受壓縮荷載時，起初變形較小，力的大小沿直線上升，載荷進一步加大時，試件被壓成鼓形，最後壓成餅形而不破壞，故其強度極限無法測定。也就是說低碳鋼壓縮時彈性模量E和屈服極限σS與拉伸時相同，不存在抗壓強度極限。
鑄鐵是脆性材料其情況正好與低碳鋼相反，沒有屈服現象，所以壓縮時測不出屈服載荷。

H. 低碳鋼和鑄鐵的抗拉,抗壓,抗剪切等性能的分析實驗

一、實驗目的：

1、比較低碳鋼和鑄鐵壓縮變形和破壞現象。 

2、測定低碳鋼的屈服極限σs和鑄鐵的強度極限σb。 

3、比較鑄鐵在拉伸和壓縮兩種受力形式下的機械性能、分析其破壞原因。

二、驗儀器和設備：

1、萬能材料試驗機。 

2、游標卡尺。 

三、 試件介紹：

根據國家有關標准，低碳鋼和鑄鐵等金屬材料的壓縮試件一般製成圓柱形試件。低碳鋼壓縮試件的高度和直徑的比例為3：2，鑄鐵壓縮試件的高度和直徑的比例為2：1。試件均為圓柱體。 

四、實驗原理：

壓縮實驗是研究材料性能常用的實驗方法。對鑄鐵、鑄造合金、建築材料等脆性材料尤為合適。通過壓縮實驗觀察材料的變形過程、破壞形式，並與拉伸實驗進行比較。

壓縮試驗在壓力試驗機上進行。當試件受壓時，其上下兩端面與試驗機支撐之間產生很大的摩擦力，使試件兩端的橫向變形受到阻礙，故壓縮後試件呈鼓形。

摩擦力的存在會影響試件的抗壓能力甚至破壞形式。為了盡量減少摩擦力的影響，實驗時試件兩端必須保證平行，並與軸線垂直，使試件受軸向壓力。另外。端面加工應有較高的光潔度。

五、實驗結果：

1、低碳鋼：試樣逐漸被壓扁，形成圓鼓狀。這種材料延展性很好，不會被壓斷，壓縮時產生很大的變形，上下兩端面受摩擦力的牽制變形小，而中間受其影響逐漸減弱。 

2、鑄鐵：壓縮時變形很小，承受很大的力之後在大約45度方向產生剪切斷裂，說明鑄鐵材料受壓時其抗剪能力小於抗壓能力。

I. 比較低碳鋼的抗拉,抗壓,抗剪應能力

低碳鋼的抗壓能力>抗拉>抗剪能力