低碳鋼斷裂為什麼呈45

① 圓軸扭轉破壞時,為什麼低碳鋼研截面而鑄鐵沿45度螺旋面斷裂

答:根據材料力學知識,鑄鐵屬典型的脆性材料,其抗拉性能較差,破壞符合最大拉內應力理論.鑄鐵容受扭時橫截面邊緣處剪應力最大,取單元體進行應力分析可得到主應力方向與斷裂面方向垂直且與圓軸表面相切,由於圓軸表面是曲面,各點主應力的主平面沿方向連起來就形成一個螺旋線,從外向內應力狀態相似,故形成螺旋面而不是平面.
滿意了吧

② 為什麼低碳鋼試樣扭轉破壞斷面與橫截面重合,而鑄鐵試樣是與試樣軸線成45度螺旋斷

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，低碳鋼斷版面是沿橫截面被權剪破壞的，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。

③ 為什麼鑄鐵壓縮時沿軸線大致成45度方向的斜截面破壞

斜45度方向是剪切力最大方向，

先在鑄鐵的一個截面上上取一個無限小的一個立方體做受力分析，因為壓縮就受兩個方向的力，所以直接看成正方形也未嘗不可，然後就是受力分析。

假設這個截面的角度為a，然後把應力按照這個界面分解為正應力和剪切應力，之後就能得到一個正應力（剪切應力）以及a的方程 這個方程解完之後結果就是剪切應力的極大值是a=45度是出現的。

斷裂面的方向是剪切應力最大的方向，所以鑄鐵是45度斷的。

還有要說明的一點是鑄鐵是斷裂，低碳鋼的話是塑性變形，這主要是因為材料不同對剪切應力的應變形式不一樣，這個要做實驗才能知道某種材料具體的破壞形式。

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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。

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。

1、消除內應力退火（時效處理）——低溫退火。將鑄件置於100~200℃的爐中，緩慢升溫至500~600℃，保溫4~8h緩冷。

2、改善切削性能的退火——高溫退火，降低硬度將鑄件加熱至850~900℃，保溫2~5h，緩冷至400~500℃出爐空冷。

3、表面淬火——提高硬度和耐磨性。

為了適當降低淬火後的殘余應力，一般淬火後應進行回火，低溫回火組織為回火馬氏作加殘留貝氏體再加球狀石墨。這種組織耐磨性好 ，用於要求高耐磨性，高強度的零件。

④ 為什麼拉伸試驗時斷口成45度角

因為低碳鋼的抗剪強度比其抗拉的強度低，在低碳鋼的橫截面上的應力達到一定時，未達到其抗拉強度，但是他的45度切應力已經足以讓他破壞，所以他會沿45度的截面破壞。

⑤ 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。

⑥ 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，斷裂面為垂直於垂直方向的近似平面。

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。

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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。

⑦ 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線垂直的近似平面。

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。

(7)低碳鋼斷裂為什麼呈45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。

⑧ 低碳鋼在軸向拉伸時為什麼沿橫截面破壞

這個是材料力學第三強度理論的知識，軸受到拉伸時最終會沿45度截面方向斷裂，也就是受到剪切應力的作用。

⑨ 低碳鋼扭轉多少度斷裂

扭轉為45度斷裂。 拉伸時的破壞原因是拉應力扭轉時，故破壞原因是最大剪應力。

低碳鋼拉伸和扭轉時斷裂方式不一樣。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。

扭轉的斷裂方式是剪斷，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，試件總長不變。

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。

低碳鋼斷口具有明顯的塑性破壞引起的明亮的傾斜表面。斜面的傾斜角近似等於試樣的軸線（稱為杯狀斷裂）。中間部分是一個粗糙的平面。塑性越大，杯狀斷裂越大，中心粗糙面面積越小。而鑄鐵是典型的脆性斷口，沒有任何傾斜邊，斷口呈扁平狀，垂直於拉應力。

⑩ 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。

(10)低碳鋼斷裂為什麼呈45擴展閱讀：

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。