為什麼選低碳鋼和鑄鐵做實驗

A. 通過拉伸實驗,說明在桿件強度計算時,為什麼低碳鋼選取屈服極限而鑄鐵選取強度極限作為危險應力

低碳鋼在拉伸超過屈服極限時，其強度值迅速下降。而鑄鐵幾乎沒有塑性變形，達到強度極限即斷裂。

B. 從實驗現象和實驗結果比較低碳鋼和鑄鐵的機械性能有何不同

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。

C. 以強度，塑性，斷面形狀與破壞原因幾方面分析低碳鋼和鑄鐵在拉伸試驗的力學性能

低碳鋼抗拉強度大來，塑自性材料，斷面有頸縮現象，原因是拉力太大，超過抗拉強度被破壞。
鑄鐵抗拉強度弱，典型的脆性材料，斷面與鑄鐵軸線大致成45度角（45~55°范圍內），原因是鑄鐵的抗剪切能力小於抗拉伸強度，最終被剪斷，沿45度方向正好是剪力最大的方向，超過抗剪切強度被切斷。

D. 低碳鋼和鑄鐵拉伸試驗為什麼要採用標準式樣

因為拉伸實驗中延伸率的大小與材料有關，同時與試件的標距長度有關，試回件局部變形較大的斷口部分，答在不同長度的標距中所佔比例也不同，因此在拉伸實驗中必須採用標准試件或比例試件。

拉伸夾具根據不同的試樣及試驗力大小，在結構上差別很大。大試驗力的試樣一般採用斜面夾緊結構，隨試驗力的增加，夾緊力隨之增加，台肩試樣採用懸掛結構等。

(4)為什麼選低碳鋼和鑄鐵做實驗擴展閱讀：

金屬材料的高溫拉伸試驗所規定的性能指標與常溫拉伸試驗時基本相同，但一般是測定抗拉強度、屈服強度、斷後伸長率和斷面收縮率四大性能指標。由於做高溫短時拉伸試驗時，負荷持續時間的長短，對拉伸性能有顯著影響。快速拉斷短時高溫拉伸試樣時，抗拉強度值明顯提高。

屈服點或規定非比例伸長應力的情況也類似。因此國家標准中對高溫短時拉伸試驗時的拉伸速度作了嚴格限制。試樣的最大允許應變速度只及常溫拉伸試驗時的1/20。通常估計，做一次拉伸試驗，其負荷持續的時間不應小於15~20min。

E. 低碳鋼與鑄鐵試樣扭轉破壞情況有何不同,為什麼

1、斷裂情況不同：扭轉試驗時低碳鋼試件會塑性變形，逐漸成麻花狀而斷裂；而鑄鐵試回件在扭轉答試驗時，基本上不產生變形，以脆斷結束。

2、兩者的含碳量不同，材料韌性不同，對扭曲的承受能力不同：兩種不同實驗結果的原因為低碳鋼含碳量低，材料有一定的韌性，對扭曲有一定的承受能力。而鑄鐵含碳量高，沒有韌性，同時脆性大，對扭曲沒有承受能力。

3、兩者的斷裂面情況不同：退火後的低碳鋼組織大部為為鐵素體同時含有少量珠光體，它的強度、硬度都比較低，而塑性、韌性較高。扭轉實驗時，低碳鋼試件會因為橫截面上的切應力而沿橫截面破壞，它的抗剪強度較差。

扭轉實驗時，因為塑性較差，鑄鐵試件因斜截面上的拉應力會沿大約45度斜截面被扭斷，斷口粗糙，它的抗拉強度較差。

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脆性材料和塑性材料的強度和塑性可以通過扭轉試驗測定，扭轉試驗常用於需要經常承受扭矩的零件如軸、彈簧等材料上。

扭轉試驗需在扭轉試驗機上進行，材料性能和受力情況可以從扭轉試樣的斷口形狀中反映出來。

如切應力作用的結果表現為斷口的斷面與試樣軸線垂直，材料呈塑性；如正應力作用的結果表現為斷口斷面與試樣軸線約成45°角，材料呈脆性。

參考資料來源：網路-扭轉試驗

F. 為什麼要用低碳鋼,鑄鐵為拉伸材料

因為低碳鋼和鑄鐵在拉伸試驗中的拉伸性能良好，所以要用低碳鋼、鑄鐵內為拉伸材料。

低碳鋼容為韌性材料。其拉伸時的應力-應變曲線主要分四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段，在局部變形階段有明顯的屈服和頸縮現象。開始時為彈性階段，完全遵守胡克定律沿直線上升，比例極限以後變形加快，但無明顯屈服階段。

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低碳鋼的材料變形階段：

1、 彈性變形，材料在外力作用下發生變形，彈性變形的特徵是當外力撤去後變形將完全恢復。

2、塑形流動，材料一旦進入屈服流動階段也就失去抵抗變形的能力，本階段外力幾乎不變材料就可以發生較大的變形；並且此後撤去外載荷後，材料將產生永久性的塑性變形。

3、強化階段，在塑形流動過後，材料又恢復一定的承載能力，如果希望材料產生進一步的變形，就必須增加外力。

4、頸縮階段，材料變形的最後一個階段，這一階段材料的變形不再需要外力，甚至是力一邊減小變形一邊增大。

G. 有關金屬材料的拉伸與壓縮實驗為什麼選擇低碳鋼和鑄鐵

前者是典型的塑性材料，後者則是典型的脆性材料

H. 低碳鋼,鑄鐵的曲線物理意義,可得到哪些機械性能指標

彈性變形階段：此時低碳鋼拉伸曲線服從胡克定律，
屈服階段：低碳鋼逐漸發生塑形的屈服現象，原理是低碳鋼內部的位錯之類的缺陷逐漸發生一定的滑移，拉伸過後可以觀察到到滑移線。
均勻塑性變形階段：此時局部的缺陷滑移結束，試件進入整體的均勻滑移階段
局部塑性變形階段：鋼材的塑性告罄，在局部可能發生應力集中的區域發生頸縮，具體表現為某一區域出現局部的塑性變形，並最終在此處斷裂。
低碳鋼由於含碳量低，它的延展性、韌性和可塑性都是高於鑄鐵的，拉伸開始時，低碳鋼試棒受力大，先發生變形，隨著變形的增大，受力逐漸減小，當試棒斷開的瞬間，其受力曲線是隨受力時間延長，一條直線向斜上方發展，試棒斷開，直線垂直向下歸「0」。同樣的道理：低碳鋼抗壓縮的能力比鑄鐵要低，當對低碳鋼試塊進行壓縮實驗時，受力逐漸加大，試塊隨外力變形，當試塊變形達到極限時，其受力也達到最大值，其受力曲線是一條向斜上方的直線。鑄鐵則不然，開始時與低碳鋼受力情況基本相同，只是當鑄鐵試塊受力達到本身的破壞極限時，受力逐漸減小，直到試塊在外力下被破壞（裂開），受力為「0」其受力曲線與低碳鋼拉伸時的受力曲線相同。以上就是低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時力學性質的異同點。

I. 低碳鋼和鑄鐵哪種材料更有必要做拉伸實驗

看你什麼要求，一般情況下鑄鐵是不做拉伸試驗的，主要是由於鑄鐵內中的石墨存在割裂組織的作容用（可以想像成孔洞），得到的拉伸曲線無意義，通常做的是抗壓實驗，低碳鋼檢測機械性能的時候才做拉伸實驗。
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我說的抗壓實驗也就是壓縮實驗，可以得到抗壓強度，一般情況下鑄鐵只做壓縮實驗，低碳鋼只做拉伸實驗。
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抗壓材料的話HT更適合，原因是抗壓強度高，不易變形，低碳鋼低，容易變形。你看好多機床的床身就是HT的，一是鑄造性能好，二是抗壓強度高，也吸振。