圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂

『壹』 急，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。

(1)圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂擴展閱讀

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。

『貳』 為什麼低碳鋼和鑄鐵扭轉斷口不同

低碳鋼試件受扭轉時沿橫截面破壞，此破壞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；鑄鐵試件受扭轉時沿大約45度斜截面破壞，斷口粗糙，此破壞是由斜截面上的拉應力造成的，說明鑄鐵的抗拉強度較差。

『叄』 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。
(3)圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂擴展閱讀
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。

『肆』 材料力學扭轉實驗時,低碳鋼和灰鑄鐵的斷口不同,其原因是什麼

上面回答的不對，根本原因在於含碳量不同。。。一般情況下含碳量量越高，材料越脆，當然脆性材料和韌性材料的斷口形貌就不同了。。具體原因比較復雜，請參見材料力學的書。。。

『伍』 低碳鋼和鑄鐵在扭轉時的力學性能比較，並根據斷口特點分析其破壞原因

低碳鋼的扭轉角遠大於鑄鐵，因為低碳鋼是塑性材料，而鑄鐵是脆性的，低碳鋼斷面是沿橫截面被剪破壞的，然而鑄鐵是沿著45到55度不等的截面破壞的，說明低碳鋼是因為橫截面的剪切應力而破壞的，鑄鐵是因為斜截面的拉應力而破壞的。

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。

(5)圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂擴展閱讀：

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。

灰鑄鐵的熱處理僅能改變其基體組織，改變不了石墨形態，因此，熱處理不能明顯改變灰鑄鐵的力學性能，並且灰鑄鐵的低塑性又使快速冷卻的熱處理方法難以實施，所以灰鑄鐵的熱處理受大一定的局限性。其熱處理主要用於消除應力和改善切削加工性能等。

『陸』 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。

(6)圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂擴展閱讀：

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。

『柒』 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

『捌』 分析低碳鋼、鑄鐵試件破壞的原因

低碳鋼受到扭轉時低碳鋼則可能發生變形，原因是低碳鋼內含有少量的碳，專其韌性比較好，低炭鋼拉屬伸實驗達到屈服強度之後有個頸縮階段，斷面會比原料料細，扭的時候會扭出螺旋截面來，而鑄鐵內含有大量的碳，

鑄鐵試件受扭轉時沿大約45度斜截面破壞，斷口粗糙，此破壞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。

(8)圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂擴展閱讀：

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。

『玖』 低碳鋼和鑄鐵在扭轉破壞時有什麼不同的現象

1，骨折的形狀不同：

當鑄鐵斷裂時，斷裂面呈45o螺旋形；當低碳鋼斷裂時，斷裂面為垂直內於垂容直方向的近似平面。

2，破解的過程是不同的：

當低碳鋼扭曲時，會發生屈服，加工硬化並最終斷裂。塑性變形量被破壞。鑄鐵扭曲時，幾乎不會發生塑性變形並直接破裂。

原因：鑄鐵在45o方向上的主應力破壞了，這是由斜截面上的拉應力引起的，這表明鑄鐵的抗拉強度很差。低碳鋼是由較高的剪切應力引起的，說明低碳鋼的剪切強度較差。

(9)圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂擴展閱讀：

脆性和塑性材料的強度和可塑性可以通過反向測試確定，該測試通常用於需要頻繁燒結的材料（例如軸，彈簧等）上。

扭轉試驗在扭轉試驗機上進行，材料特性和應力條件可以反映在扭轉尖端的斷裂形狀中。

例如，剪切應力的結果顯示為裂縫的截面和垂直線，並且材料是塑性的。如果法向應力作用，則斷裂部分的壁厚約為45°，材料易碎。

『拾』 試樣扭轉破壞時,低碳鋼試樣的斷裂方向如何鑄鐵的斷裂方向又如何

低碳鋼抄扭轉時發生屈襲服，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。

低碳鋼的抗剪強度低於其抗拉強度，所以扭轉破壞發生在切應力最大橫截面上，破壞從外向內一次發生，為剪應力引起的。

而鑄鐵的抗拉強度低於其抗剪強度所以扭轉破壞發生在拉應力最大的截面上，破壞面與軸線夾角成四十五度，為拉應力引起的。

(10)圓軸扭轉時為什麼低碳鋼的斷裂擴展閱讀：

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。

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。