① 分析低碳鋼和鑄鐵試件在壓縮過程及破壞後有哪些區別
低碳鋼屬於塑性材料:壓縮破壞後,不會有斷面,只是截面面積會越變越大。
鑄鐵屬於脆性材料:壓縮破壞後,斷面會與原來軸線成45度夾角。
② 分析低碳鋼經壓縮實驗後 破壞的原因
低碳鋼是塑性材料,壓縮時的彈性模量,比例極限,屈服極限和拉伸時大致相同,屈服極限後試件越壓越扁,抗壓能力不斷提高,直至被壓成餅狀。
低碳鋼壓縮曲線也有明顯的屈服點,但由於試樣很短屈服階段與拉伸相比短的多,進入強化階段後塑性變形越來越大,因三向應力狀態限制了端面附近的變形,因此試樣的變形呈鼓形。
鑄鐵是脆性材料,被壓縮時,試樣受壓時將沿與軸線成50度~55度傾角的斜截面發生錯動而破壞。這個破壞是由剪力引起的。
鑄鐵受壓時不存在拉應力的影響,隨著載荷的增長,45°截面的最大剪應力能夠不斷增長,因而產生明顯的塑性變形,使壓縮曲線與拉伸曲線相比明顯變彎。
(2)為什麼低碳鋼壓縮後沒有斷面擴展閱讀:
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。
低碳鋼有較大的時效傾向,既有淬火時效傾向,還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時,鐵素體中碳、氮處於過飽和狀態,它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低。
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。
③ 為什麼低碳鋼壓縮後成鼓形
硬度小,富有延展性,自然就成鼓了。至於端面沒有膨脹取決於兩個原因,第一是壓縮面的阻力,還有他本身的張力。
④ 低碳鋼和鑄鐵破壞後的斷口界面形狀和紋路有什麼不同是什麼原因
試件扭轉破壞時,低碳鋼沿橫截面剪斷,為平斷口因為其抗剪能力低於其抗拉能;而鑄鐵試件從表面某一薄弱處沿與軸線成45度方向拉斷成一螺旋面,因為其了、抗拉能力低於其抗剪能力。
⑤ 低碳鋼和鑄鐵拉斷後的斷口有何區別,為什麼
斷口區別:
1、斷口的形狀不同
低碳鋼常溫拉伸斷口一般呈典型的杯椎狀斷口。,鑄鐵試樣常溫拉伸斷口基本沒有變化(或者說稍微縮小的圓截面),破壞斷口與橫截面重合,斷口粗糙,呈凹凸顆粒狀。
2、截斷方向不同
鑄鐵是沿著45°方向,而低碳鋼是沿著橫截面斷裂的。
原因:前者是塑性材料後者是脆性材料,塑性材料受拉要經過彈性階段,屈服階段,以及強化和頸縮階段(簡單的說就是破壞前形狀變化比較明顯);而脆性材料受拉時則沒有上述過程,破壞前沒有明顯的塑性變形,突然斷裂。
(5)為什麼低碳鋼壓縮後沒有斷面擴展閱讀
低碳鋼的種類:
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。
⑥ 低碳鋼和鑄鐵在壓縮時的破壞原因
低碳鋼是塑性材料,壓縮時的彈性模量,比例極限,屈服極限和拉伸時大致相同,屈服極限後試件越壓越扁,抗壓能力不斷提高,直至被壓成餅狀。
低碳鋼壓縮曲線也有明顯的屈服點,但由於試樣很短屈服階段與拉伸相比短的多,進入強化階段後塑性變形越來越大,因三向應力狀態限制了端面附近的變形,因此試樣的變形呈鼓形。
鑄鐵是脆性材料,被壓縮時,試樣受壓時將沿與軸線成50度~55度傾角的斜截面發生錯動而破壞。這個破壞是由剪力引起的。
鑄鐵受壓時不存在拉應力的影響,隨著載荷的增長,45°截面的最大剪應力能夠不斷增長,因而產生明顯的塑性變形,使壓縮曲線與拉伸曲線相比明顯變彎。
(6)為什麼低碳鋼壓縮後沒有斷面擴展閱讀:
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。
低碳鋼有較大的時效傾向,既有淬火時效傾向,還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時,鐵素體中碳、氮處於過飽和狀態,它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低。
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。
⑦ 低碳鋼的壓縮破壞面是平截面
是平截面的。
不過也有例外的,因為有些面是本來就是裂開了的。
⑧ 在拉伸與壓縮實驗中,低碳剛及鑄鐵的斷口特徵
拉伸:低碳剛斷口呈杯狀,平面斷口;灰鑄鐵斷口垂直與式樣軸線,呈平口狀。
壓縮:低碳剛壓成鼓形,灰鑄鐵沿45度方向斷裂。
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, 常用於製造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。
(8)為什麼低碳鋼壓縮後沒有斷面擴展閱讀:
將灰口鑄鐵鐵水經球化處理後獲得,析出的石墨呈球狀,簡稱球鐵。碳全部或大部分以自由狀態的球狀石墨存在,斷口成銀灰色。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。
其牌號以「QT」後面附兩組數字表示,例如:QT45-5(第一組數字表示最低抗拉強度,第二組數字表示最低延伸率)。用於製造內燃機、汽車零部件及農機具等。
低碳鋼有較大的時效傾向,既有淬火時效傾向,還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時,鐵素體中碳、氮處於過飽和狀態,它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物,因而鋼的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低。
低碳鋼即使不淬火而空冷也會產生時效。低碳鋼經形變產生大量位錯,鐵素體中的碳、氮原子與位錯發生彈性交互作用,碳、氮原子聚集在位錯線周圍。
⑨ 低碳鋼壓縮實驗 試樣壓縮後形狀如何為什麼
象一個鼓一樣,中間粗兩頭稍細,因為低碳鋼塑性很大,不可能壓斷,只有變形,就是變粗,而兩側有機器的摩擦力,不如中間變形自由,因此中間粗兩頭細。
⑩ 低碳鋼與鑄鐵在扭轉破壞時斷口不同,為什麼
低碳鋼拉伸和鑄鐵在扭轉破壞時斷裂方式不一樣,拉伸的斷裂方式是拉斷,試件受正應力,表現為斷裂截面收縮、斷裂後試件總長大於原試件長度。
鑄鐵在扭轉破壞使的斷裂方式是剪斷,試件受切應力,表現為試樣表面的橫向與縱向出現滑移線,最後沿橫截面被剪斷,斷裂截面面積不變。
鑄鐵壓縮破壞時,斷口方位角約為55°-60°,在該截面上存在較大的切應力,所以,其破壞方式是剪斷。扭轉時,所受的外力也是剪力,所以,破壞方式與壓縮時相同,為剪斷。
低碳鋼是韌性材料,鑄鐵是脆性材料
鑄鐵:
扭轉試驗——斷口與軸線成45度,屬於拉伸破壞
拉伸試驗——斷口是平面,屬於拉伸破壞
壓縮試驗——45度碎裂,只能剪切破壞
脆性材料的抗剪切強度大於抗拉伸強度。彈性變形很小,基本無塑性變形,屈服強度與抗拉強度基本相同。
低碳鋼:
扭轉試驗——變形很大,旋轉很多圈,斷口是平面,屬於剪切破壞
拉伸試驗——變形很大,斷口縮頸後,埠有45度茬口,屬於剪切破壞
壓縮試驗——呈腰鼓形塑性變形
韌性材料的抗剪切強度小於抗拉伸強度。彈性變形和塑性變形都很大。
(10)為什麼低碳鋼壓縮後沒有斷面擴展閱讀
低碳鋼與鑄鐵的比較
1、低碳鋼
低碳鋼為碳含量低於0.25%的碳素鋼,因其強度低、硬度低而軟,故又稱軟鋼。
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,低碳鋼在拉斷時會表現出斷裂截面收縮,斷裂後試件的總長也會大於原試件的長度。
2、鑄鐵
含碳量在2%以上的鐵碳合金為鑄鐵。工業用鑄鐵一般含碳量為2.5%~3.5%。碳在鑄鐵中多以石墨形態存在,有時也以滲碳體形態存在。
除碳外,鑄鐵中還含有1%~3%的硅,以及錳、磷、硫等元素。合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。鑄鐵可分為:灰口鑄鐵。含碳量較高(2.7%~4.0%),白口鑄鐵,可鍛鑄鐵,蠕墨鑄鐵等。
由於鑄鐵具有較強的耐磨性和柔韌性,在做扭轉試驗時或壓縮試驗時,屬於拉伸破壞或剪切破壞。