㈠ 比較低碳鋼和鑄鐵在受扭和受拉時其變化規律有何異同之處
一、受拉時:
1、低碳鋼受拉時斷口局部頸縮,有明顯屈服階段;
2、鑄鐵受拉時沒有明顯頸縮,鑄鐵成分一般是共晶白口鐵或者過共晶白口鐵,脆性材料,故無明顯屈服階段。
(1)低碳鋼受拉時破壞屬於什麼破壞擴展閱讀:
一、低碳鋼:
1、低碳鋼為韌性材料。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。
2、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。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低,切削加工性不佳,正火處理可以改善其切削加工性。
3、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,這種現象稱為淬火時效。
二、鑄鐵:
1、含碳量在2%以上的鐵碳合金。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。
2、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
三、拉伸實驗
1、測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗,又稱抗拉試驗。它是材料機械性能試驗的基本方法之一,主要用於檢驗材料是否符合規定的標准和研究材料的性能。
2、伸試驗可測定材料的一系列強度指標和塑性指標。強度通常是指材料在外力作用下抵抗產生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時,當載荷不增加而仍繼續發生明顯塑性變形的現象叫做屈服。產生屈服時的應力,稱屈服點或稱物理屈服強度
3、試驗時,試驗機以規定的速率均勻地拉伸試樣,試驗機可自動繪制出拉伸曲線圖。對於低碳鋼等塑性好的材料,在試樣拉伸到屈服點時,測力指針有明顯的抖動,可分出上、下屈服點(和),在計算時,常取材料的 δ和ψ可將試驗斷裂後的試樣拼合,測量其伸長和斷面縮小而計算出來。
㈡ 低碳鋼拉伸破壞的原因
低碳鋼拉伸破壞的原因
問題一:低碳鋼和鑄鐵拉伸破壞的主要原因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。隨著變形的增長,承載面積、三向應力狀態的影響越來越大,試樣繼續變形的抗力不斷增長P-h曲線開始上翹,而且上翹程度越來越陡。最後,低碳鋼只能壓扁而不會發生斷裂,因此低碳鋼壓縮時只有屈服極限sc而沒有強度極限。
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。試樣變形後呈鼓狀。最後試樣在最大剪應力的作用下,沿45°~45°截面被剪斷,斷口平滑呈韌性。由於鑄鐵的抗剪能力大大超過其抗拉能力,所以其壓縮強度極限bc遠遠大於其拉伸的強度極限。
問題二:低碳鋼的拉伸和扭轉的破壞原因是否一樣拉伸為平斷口,扭轉為45度的螺旋斷口。
拉伸時的破壞原因是拉應力
扭轉時,由於低碳鋼抗拉能力大於抗剪能力,所以剪應力先於拉應力達到最大值;故破壞原因是最大剪應力。
問題三:比較低碳鋼拉伸,鑄鐵拉伸的斷口形狀,簡單分析其破壞的力學原因低碳鋼拉伸時發生頸縮,斷口截面要小於實際截面,截面不平整,斷口呈金屬光澤。鑄鐵不會發生頸縮,斷口截面比較平整,呈灰黑色。
問題四:低碳鋼和鑄鐵拉伸破壞時有什麼特點?並分別說明破壞原因~低碳鋼碳含量百分比在0.5%以下,具有較低硬度,有良好韌性。確定他的延浮性和塑性,是塑性材料。抗拉能力高。
而鑄鐵的碳含量大於2%,碳已飽和獨立存在鐵中,碳顆粒懸浮在鐵中,令鐵的結構鬆散,成了脆性材料,韌性差,抗拉能力低。
問題五:低碳鋼拉伸和扭轉的斷口形狀是否一樣?分析其破壞原因。拉伸為平斷口,扭轉為45度的螺儲斷口。
拉伸時的破壞原因是拉應力
扭轉時,由於低碳鋼抗拉能力大於抗剪能力,所以剪應力先於拉應力達到最大值;故破壞原因是最大剪應力。
問題六:低碳鋼和鑄鐵在拉伸時的力學性能和破壞形式有何異同低碳鋼屬於塑性材料,拉伸過程中有明顯的屈服階段,有明顯的頸縮間斷(又稱斷裂階段)。
鑄鐵屬於脆性材料,拉伸過程中沒有明顯的屈服階段,沒有明顯的頸縮間斷
㈢ 分析低碳鋼、鑄鐵試件破壞的原因
低碳來鋼屬於塑性材自料: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。
鋼材:鋼材應用廣泛、品種繁多,根據斷面形狀的不同,鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類。鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成的一定形狀、尺寸和性能的材料。大部分鋼材加工都是通過壓力加工,使被加工的鋼(坯、錠等)產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同,可以分為冷加工和熱加工兩種。
㈣ 低碳鋼和鑄鐵拉伸破壞的主要原因
鑄鐵的拉伸破壞發生在橫截面上,是由最大拉應力造成的。壓縮破壞發生專在約50-55度斜截面上,屬是由最大切應力造成的。扭轉破壞發生在45度螺旋面上,是由最大拉應力造成的。
低碳鋼拉伸破壞的主要原因是最大切應力引起塑性屈服。引起鑄鐵斷裂的主要原因是最大拉應力引起脆性斷裂,這說明低碳鋼的抗能力大於抗剪能力,而鑄鐵抗剪能力大於抗拉能力。
(4)低碳鋼受拉時破壞屬於什麼破壞擴展閱讀
鑄鐵的組織和機械性能:
灰鑄鐵的凝固形態隨著碳當量變化。在碳當量小於4.3%的亞共晶條件下,首先奧氏體樹枝晶析出(叫做初晶奧氏體),當殘留的鐵液變成共晶成分時,由石墨和奧氏體兩相層狀組織形成的共晶團形核、成長,凝固結束。
過共晶成分條件下,首先結晶出板狀石墨(叫做初生石墨),當殘留鐵液達到共晶成分時,共晶團形核、生長。灰鑄鐵由幾乎沒有強度的石墨和具有強度的鐵基體(鐵素體或者珠光體)組成,這二者的形狀和數量決定了機械性能。
㈤ 低碳鋼和鑄鐵扭轉時變形和破壞情況有何不同試分析其破壞原因。
1、斷口的形狀不同:
鑄鐵破壞時斷口呈45º螺旋曲面,而低碳鋼破壞時斷口是與軸版線垂直的近似平權面。
2、斷裂的過程不同:
低碳鋼扭轉時發生屈服,加工硬化,最後斷裂。塑性變形量較大。鑄鐵扭轉時幾乎不發生塑性變形,直接斷裂。
原因:鑄鐵是被45º方向上主應力所拉斷,是由斜截面上的拉應力造成的,說明鑄鐵的抗拉強度較差;低碳鋼是由橫截面上的切應力造成的,說明低碳鋼的抗剪強度較差。
(5)低碳鋼受拉時破壞屬於什麼破壞擴展閱讀:
低碳鋼和鑄鐵在拉伸試驗中的性能和特點
低碳鋼屬於塑性材料,拉伸過程中有明顯的屈服階段,有明顯的頸縮間斷(又稱斷裂階段)。(白口)鑄鐵屬於脆性材料,拉伸過程中沒有明顯的屈服階段,沒有明顯的頸縮間斷。
低碳鋼是典型的塑性材料,拉伸時會發生屈服,會產生很大的塑性變形,斷裂前有明顯的頸縮現象,拉斷後斷口呈凸凹狀,而鑄鐵拉伸時沒有屈服現象,變形也不明顯,拉斷後斷口基本沿橫截面,較粗糙。
㈥ 比較低碳鋼和鑄鐵在拉伸時的機械性質和破壞特徵,並畫出破壞草圖
低碳鋼是塑性材來料,鑄鐵自是脆性材料,所以在拉伸時低碳鋼有四個階段,彈性階段,屈服階段,強化階段和局部變形階段。有明顯的縮頸現象,而鑄鐵則只有一個階段即強化階段,達到強度極限之後馬上斷裂,因為鑄鐵抗壓不抗拉,所以二者不同。
低碳鋼拉伸時首先出現滑移(屈服),然後存在明顯的頸縮及伸長變形(塑性)並最後斷裂,斷口成杯狀,斷裂是拉力和剪力共同作用的結果。鑄鐵拉伸時發生很小的變形後就斷裂,斷口垂直軸向,斷裂主要來自於拉應力作用。
(6)低碳鋼受拉時破壞屬於什麼破壞擴展閱讀:
低碳鋼試樣在拉伸試驗中所表現出的變形與抗力間的關系也比較典型。低碳鋼的整個試驗過程中工作段的伸長量與荷載的關系由拉伸圖表示。做實驗時,可利用萬能材料試驗機的自動繪圖裝置繪出低碳鋼試樣的拉伸圖即拉力F與伸長量△L的關系曲線。需要說明的是途中起始階段呈曲線是由於試樣頭部在試驗機夾具內有輕微滑動及試驗機各部分存在間隙造成的。
㈦ 比較低碳鋼拉伸,鑄鐵拉伸的斷口形狀,簡單分析其破壞的力學原因
低碳鋼(最典型的即是目前鋼結構工程中常用的Q235鋼)拉伸時出現明顯屈服和頸專縮現象,斷口周屬圍產生約45°滑移線;鑄鐵拉伸時不屈服也無頸縮現象,斷口整齊。
原因:低碳鋼拉伸破壞由最大切應力造成;鑄鐵拉伸破壞由最大拉應力造成。
解釋:低碳鋼抗剪強度低於抗拉強度,根據第三強度理論,單向應力狀態下與第一主應力成45°的斜截面上產生最大切應力,且數值上τ=σ₁/2,故低碳鋼拉伸時沿45°斜面剪切破壞;鑄鐵抗拉強度則很小,根據第一強度理論,直接沿橫截面被拉斷。
㈧ 在拉伸試驗中低碳鋼和鑄鐵在拉斷時是什麼斷口形狀
1.低碳鋼常溫拉伸斷口一般呈典型的杯椎狀斷口。
2.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。
原因當然是因為前者是塑性材料後者是脆性材料咯,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。我回答得比較籠統,實際情況跟材料的質量,試件的形狀,拉伸的速度,外界的溫度等等都有關系,但我的回答足夠你寫作業了。
最後,建議學弟(或學妹)好好看看教材,不知道你們學校情況是怎麼樣的,這種問題應該很基礎,我們學校反正是材料(材料力學,土木工程材料等等各種只要是含材料的)課上講得很詳細,而且你做試驗的那本教材上實驗原理部分也寫得非常非常詳細,稍微用心學學的想不知道都難。
祝你成功!
㈨ 低碳鋼和鑄鐵在拉伸時的力學性能和破壞形式有何異同
低碳鋼屬於塑性材料,拉伸過程中有明顯的屈服階段,有明顯的頸縮間斷(又稱斷裂階段)。
鑄鐵屬於脆性材料,拉伸過程中沒有明顯的屈服階段,沒有明顯的頸縮間斷
㈩ 低碳鋼和鑄鐵拉伸時的機械性質及破壞形式
低碳鋼耐拉,鑄鐵耐壓。
低碳鋼拉斷的時候有明顯的頸縮現象
鑄鐵是馬上斷裂,幾乎看不出有頸縮現象