為什麼低碳鋼的扭轉圖上屈服台階

A. 試比較低碳鋼和鑄鐵在扭轉時的力學性能，並根據斷口特點分析其破壞原因

低碳鋼復的扭轉角遠大於鑄鐵制，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。

低碳鋼扭轉破壞為平斷口，為切應力破壞，因為低碳鋼抗剪能力最差；鑄鐵扭轉破壞為螺旋斷口，為45度主拉應力破壞，因為鑄鐵抗拉能力最差。

(1)為什麼低碳鋼的扭轉圖上屈服台階擴展閱讀：

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。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。

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。

B. 低碳鋼試樣在扭轉實驗時的變形要經歷什麼階段

低碳鋼試樣在扭轉實驗時的變形要經歷彈性階段、屈服階段、強化階段

C. 為什麼低碳鋼拉伸變形處於屈服階段時試樣表面會產生與軸線成45度角的滑移線

變形過程中，同時受到拉應力和剪切應力，而剪切應力延與工件軸線成45度方向最內大，所以低碳鋼拉容伸變形處於屈服階段時試樣表面會產生與軸線成45度角的滑移線。

試樣的伸長量急劇地增加，而萬能試驗機上的荷載讀數卻在很小范圍內波動。如果略去這種荷載讀數的微小波動不計，這一階段在拉伸圖上可用水平線段來表示。若試樣經過拋光，則在試樣表面將看到大約與軸線成45°方向的條紋。

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頸縮階段和斷裂Bef試樣伸長到一定程度後，荷載讀數反而逐漸降低。此時可以看到試樣某一段內橫截面面積顯著地收縮，出現「頸縮」的現象，一直到試樣被拉斷。

在計算機上輸入已測平均直徑中最小值等參數，並勾選所需測定的參數FeH值、下屈服點力FeL值和最大力Fm值，上屈服強度Reh,下屈服強度Rel抗拉強度Rm。將進油閥關閉，按試驗機上啟動鍵。同時，操作計算機軟體使之開始繪制曲線圖。

D. 壓縮試驗時候對於低碳鋼為什麼只計算屈服極限

屈服極限是塑性材料的破壞標准，低碳鋼也是塑性材料的一種，它的破壞無論是拉伸還版是壓縮權，都是到達屈服極限以後才會發生，所以壓縮試驗中只計算屈服極限。

低碳鋼為塑性材料.開始時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。相反地，圖形逐漸向上彎曲。這是因為在過了比例極限後，隨著塑性變形的迅速增長，而試件的橫截面積逐漸增大，因而承受的載荷也隨之增大。

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材料屈服極限是使試樣產生給定的永久變形時所需要的應力，金屬材料試樣承受的外力超過材料的彈性極限時，雖然應力不再增加，但是試樣仍發生明顯的塑性變形，這種現象稱為屈服，即材料承受外力到一定程度時，其變形不再與外力成正比而產生明顯的塑性變形，產生屈服時的應力稱為屈服極限。

E. 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)為什麼低碳鋼的扭轉圖上屈服台階擴展閱讀：

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。

F. 比較低碳鋼和鑄鐵在受扭轉和拉伸時其變形情況有何異同之處

低碳鋼和鑄鐵在拉伸時皆受拉力，而由於低碳鋼韌性好，所以出現屈服版現象，使其變權形，在扭轉時，低碳鋼受橫截面切應力，抗剪能力差，鑄鐵受扭轉時大約45度截面破壞，由拉力造成，抗拉強度差。

扭轉重在對試樣進行扭轉測試，而拉伸是對試樣進行拉伸測試，扭轉和拉伸是彎曲不同方向測試，測試的數據也是不一樣的。

低碳鋼又稱軟鋼，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。含碳量在2%以上的鐵碳合金。工業用鑄鐵一般含碳量為2%～4%。碳在鑄鐵中多以石墨形態存在，有時也以滲碳體形態存在。

(6)為什麼低碳鋼的扭轉圖上屈服台階擴展閱讀：

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下圖中拉力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。

G. 低碳鋼拉伸曲線與扭轉曲線的相似處和不同點

一、不抄同點：

低碳襲鋼的韌性比鑄鐵強，鑄鐵比低碳鋼脆性高。低碳鋼的屈服強度高於鑄鐵。（鑄鐵很脆，幾乎不存在屈服強度），但是鑄鐵的拉伸強度大於低碳鋼，因為鑄鐵含碳量高於低碳鋼。 沖擊強度低碳鋼明顯要優於鑄鐵。

二、相同點：

仍屬於彈性變形，但應力與試樣的變形不是正比關系。應力達到屈服極限，試樣的位移增大，但是應力幾乎沒有變化。試樣發生明顯而均勻的塑性變形，若使試樣的變形增大，則必須增加應力值。

(7)為什麼低碳鋼的扭轉圖上屈服台階擴展閱讀

一、低碳鋼拉伸程經歷彈性、屈服、強化緊縮四階段，各階段特點：

1、彈性階段：應力與應變比鋼材產彈性變形；應指標彈性模量E；

2、屈服階段：應力與應變再比產塑性變形；即使應力減應變迅速增加；應指標屈服強度σs；

3、強化階段：鋼材外力抵抗能力重新增；應指標抗拉強度σb；

4、緊縮階段：鋼材某截面始產收縮並終細處斷裂；應指標伸率δ斷面收縮率Ψ屈服極限σs及強度極限σb測定。

二、特點：

1、線性彈性變形階段：.當應力低於彈性極限 時，應力與試樣的變形成正比，應力去除，變形消失。

2、非線彈性變形階段：仍屬於彈性變形，但應力與試樣的變形不是正比關系。

H. 試比較低碳鋼和鑄鐵在扭轉時的力學性能，並根據斷口特點分析其破壞原因

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。低碳鋼斷口和式樣軸線垂直，是剪切力切斷。鑄鐵斷口和式樣軸線呈45度，是正應力拉斷。

I. 為什麼低碳鋼的扭轉圖上屈服台階不如拉伸圖上明顯

載入過程過快，屈服過程就不大明顯。

J. 低碳鋼扭轉屈服階段如何變化

當應力低於σe 時,線彈性變形階段.應力與試樣的應變成正比，應力去除，變形消失。回
σe和σs之間,非線彈性變形答階段,仍屬於彈性變形,但應力與試樣的應變不是正比關系。
σs時,屈服階段(其實存在上下屈服極限的)應變變大,但是應力幾乎沒有變化。
當應力超過σs後,強化階段,試樣發生明顯而均勻的塑性變形，若使試樣的應變增大，則必須增加應力值。
在σb值之後,斷裂階段,試樣開始發生不均勻塑性變形並形成縮頸，應力下降，最後應力達到σk時試樣斷裂。
指標:σe彈性極限
σs屈服強度
σb抗拉強度
σk斷裂強度