低碳钢为什么得不到抗压极限强度

A. 低碳钢结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料

低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷 载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。

压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。 通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑 性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围 广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。

低碳钢的塑性、韧性好，易加工，铸铁的耐磨性能、减震性能好。因此，低碳钢一般用来制作各种产品零件，而铸铁一般用来制作机床的床身、底座、划线平板。

含碳量在0.25％一下的都是低碳钢，低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等。

(1)低碳钢为什么得不到抗压极限强度扩展阅读：

低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等。优质低碳钢轧成薄板，制作汽车驾驶室、发动机罩等深冲制品；还轧成棒材，用于制作强度要求不高的机械零件。低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含量在0.15%以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层温度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。

低碳钢由于强度较低，使用受到限制。适当增加碳钢中锰含量，并加入微量钒、钛、铌等合金元素，可大大提高钢的强度。若降低钢中碳含量并加入少量铝、少量硼和碳化物形成元素，则可得到超低碳贝氏体组够其强度很高，并保持较好的塑性和韧性。

B. 低碳钢的抗拉、抗压、抗扭强度的大小关系

低碳钢的拉、压强度近似相等，抗扭强度要小（大概根号3倍）。铸铁就不同了铸铁的回抗压强度最大答，其它要小得多。

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢还具有良好的焊接性。含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削。

(2)低碳钢为什么得不到抗压极限强度扩展阅读：

形变时效比淬火时效对低碳钢的塑性和韧性有更大的危害性，在低碳钢的拉伸曲线上有明显的上、下两个屈服点。自上屈服点出现直到屈服延伸结束，在试样表面出现由于不均匀变形而形成的表面皱褶带。

高预形变法，预形变的钢放置一段时间后冲压时也会产生吕德斯带，因此预形变的钢在冲压之前放置时间不宜过长。钢中加入铝或钛，使其与氮形成稳定的化合物，防止形成柯氏气团引起的形变时效。

低碳钢由于强度较低，使用受到限制。适当增加碳钢中锰含量，并加入微量钒、钛、铌等合金元素，可大大提高钢的强度。若降低钢中碳含量并加入少量铝、少量硼和碳化物形成元素，则可得到超低碳贝氏体组够其强度很高，并保持较好的塑性和韧性。

C. 铸铁和低碳钢两种材料抗拉强度极限比较

低碳钢是塑性材料，抗拉强度大，分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。而铸铁是脆性材料，抗拉强度小，没有屈服和缩颈现象，拉断前的应变很小。

D. 20#钢、45#钢、Q215-Q235的抗拉强度是多少

20号钢属《优质碳素结构钢》GB/T699-1999,屈服强度245Mpa,抗拉强度410Mpa。

45号钢的抗拉强度600Mpa Q235≤16mm 抗拉、抗压和抗弯强度设计值为215MP，抗剪为125MP。

Q215焊管是一种碳素结构钢。GB/T 700-2006按成分和性能要求，此类钢的牌号由Q195，Q215A、B，Q235A、B、C、D，Q255A、B，Q275等钢级表示。

拓展知识：

20号钢：

的20是指含碳量为0.2%，属于低碳钢。钢中可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。

碳含量：低碳钢一般小于0.25%；中碳钢一般在0.25～0.60%之间；高碳钢一般大于0.60%。

钢中除含有碳(C)元素和为脱氧而含有一定量硅(Si)(一般不超过0.40%),锰(Mn)(一般不超过0.80%,较高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。

Q215：

【主要特性】

具有高的塑性、韧性和焊接性能，良好的压力加工性能，但强度低。

【应用举例】

用于制造地脚螺栓、犁铧、烟筒、屋面板、铆钉、低碳钢丝、薄板、焊管、拉杆、吊钩、支架、焊接结构等。

45钢：

45钢是GB中的叫法，也叫“油钢”。市场现货热轧居多；冷轧规格1.0~4.0mm（毫米）之间。该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性。

E. 为什么无法测量低碳钢的抗压强度

材料屈服之后开始强化，由于压缩变形使试样的横截面积不断增大，尽管载荷不断增大，但是，直至将试样压成饼形也不会断裂破坏。。因此无法测量低碳钢的抗压强度。

F. 低碳钢和铸铁在压缩时的力学性能有什么区别

1、材料性能不同：

低碳钢是塑性材料，低碳钢抗压能力非常强，而铸铁是脆性材料，抗压能力远远大于抗拉能力。

2、压缩后结果不同：

低碳钢抗压能力非常强，且抗拉抗压能力相当，所以最后会被压扁但是不会断裂，而铸铁的抗压能力远远大于抗拉能力，最后会被内部的正应力给拉断，断口呈斜45度角。

3、压缩时表现不同：

低炭钢压缩时的力学性能：弹性阶段与拉伸时相同，杨氏模量、比例极限相同，屈服阶段，拉伸和压缩时的屈服极限相同，屈服阶段后，试样越压越扁无颈缩现象，测不出强度极限。

铸铁拉伸压缩时的力学性能：强度极限是唯一指标，断口形状为沿斜截面错动而破坏，断口与截面成角，抗压强度极限为拉伸时的4～5倍，沿斜截面错动而破坏，断口与斜截面约略成角，只适合作受压构件。

(6)低碳钢为什么得不到抗压极限强度扩展阅读：

材料力学性能是指材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。是确定各种工程设计参数的主要依据。这些力学性能均需用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应力-应变曲线。

材料力学性能是材料的宏观性能。设计各种工程结构选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测定。

G. 低碳钢拉伸时有pb,而压缩时测不出pbc,为什么还说它是抗压等强度材料，

低碳来钢延伸率大，在承自受压缩荷载时，起初变形较小，力的大小沿直线上升，载荷进一步加大时，试件被压成鼓形，最后压成饼形而不破坏，故其强度极限无法测定。也就是说低碳钢压缩时弹性模量E和屈服极限σS与拉伸时相同，不存在抗压强度极限。
铸铁是脆性材料其情况正好与低碳钢相反，没有屈服现象，所以压缩时测不出屈服载荷。

H. 低碳钢和铸铁的抗拉,抗压,抗剪切等性能的分析实验

一、实验目的：

1、比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。 

2、测定低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。 

3、比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。

二、验仪器和设备：

1、万能材料试验机。 

2、游标卡尺。 

三、 试件介绍：

根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3：2，铸铁压缩试件的高度和直径的比例为2：1。试件均为圆柱体。 

四、实验原理：

压缩实验是研究材料性能常用的实验方法。对铸铁、铸造合金、建筑材料等脆性材料尤为合适。通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式，并与拉伸实验进行比较。

压缩试验在压力试验机上进行。当试件受压时，其上下两端面与试验机支撑之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。

摩擦力的存在会影响试件的抗压能力甚至破坏形式。为了尽量减少摩擦力的影响，实验时试件两端必须保证平行，并与轴线垂直，使试件受轴向压力。另外。端面加工应有较高的光洁度。

五、实验结果：

1、低碳钢：试样逐渐被压扁，形成圆鼓状。这种材料延展性很好，不会被压断，压缩时产生很大的变形，上下两端面受摩擦力的牵制变形小，而中间受其影响逐渐减弱。 

2、铸铁：压缩时变形很小，承受很大的力之后在大约45度方向产生剪切断裂，说明铸铁材料受压时其抗剪能力小于抗压能力。

I. 比较低碳钢的抗拉,抗压,抗剪应能力

低碳钢的抗压能力>抗拉>抗剪能力