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低碳鋼和鑄鐵扭轉斷口有何不同為什麼

發布時間:2021-02-04 14:00:03

① 金屬材料扭轉試驗:低碳鋼與鑄鐵的破壞後的斷口截面形狀和紋路有什麼不同

低碳鋼與鑄鐵的破壞後的不同有以下幾個方面。

1、破壞截面不一樣:低碳專鋼試件受扭轉時沿橫截面破壞屬;鑄鐵試件受扭轉時沿大約45°斜截面破壞,斷口粗糙。

2、破壞原因不一樣:低碳鋼試件破壞是由橫截面上的切應力造成的;鑄鐵試件破壞是由斜截面上的拉應力造成的。

3、破壞形狀不一樣:斷口宏觀形貌為杯椎狀斷口,微觀形貌為韌窩;斷面上能觀察到發光小刻面,微觀形貌多為解理,如河流花樣。

4、說明原因不一樣:低碳鋼的破壞說明抗剪強度較差;鑄鐵的破壞說明抗拉強度較差。

參考資料來源:網路—鑄鐵

參考資料來源:網路—低碳鋼

② 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。
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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。

③ 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。

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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。

④ 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。

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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。

⑤ 為什麼低碳鋼和鑄鐵扭轉斷口不同

低碳鋼,鑄鐵扭轉來破壞源斷面形狀及形成原因
由理論分析可知,被扭轉的圓軸材料處於平面應力狀態,沿縱,橫截面上產生切應力,而與軸線成45度角的斜截面上則只產生正應力.低碳鋼的抗拉能力比抗剪能力強,故從橫截面切斷,如圖1.12(a)所示.而鑄鐵的抗拉能力較抗剪能力弱,故沿45度的方向拉斷

⑥ 低碳鋼和鑄鐵式樣扭轉破壞情況有何不同試分析其破壞原因。

低碳鋼和鑄鐵在受到同等外力的扭轉破壞下,鑄鐵可能發生斷裂,低碳鋼則可能發生變形。原因是低碳鋼內含有少量的碳,其韌性比較好,而鑄鐵內含有大量的碳,其性能脆硬。金屬材料的成分不同,性能也不同。

⑦ 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

⑧ 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。

(8)低碳鋼和鑄鐵扭轉斷口有何不同為什麼擴展閱讀

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。

⑨ 低碳鋼和鑄鐵材料扭轉破壞斷口有何不同

低碳鋼是韌性斷裂,斷口凹凸不平,呈撕裂狀;鑄鐵是脆性斷裂,斷口平齊,如剪切狀。

材料力學扭轉版實驗時,低碳鋼和灰權鑄鐵的斷口有什麼不同: 鑄鐵是沿著45°方向,而低碳鋼是沿著橫截面斷裂的。
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.

⑩ 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。

(10)低碳鋼和鑄鐵扭轉斷口有何不同為什麼擴展閱讀:

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。

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