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低碳钢断裂为什么是45

发布时间:2021-01-21 20:35:21

1. 低碳钢与铸铁在扭转破坏时断口不同,为什么

低碳钢拉伸和铸铁在扭转破坏时断裂方式不一样,拉伸的断裂方式是拉断,试件受正应力,表现为断裂截面收缩、断裂后试件总长大于原试件长度。
铸铁在扭转破坏使的断裂方式是剪断,试件受切应力,表现为试样表面的横向与纵向出现滑移线,最后沿横截面被剪断,断裂截面面积不变。
铸铁压缩破坏时,断口方位角约为55°-60°,在该截面上存在较大的切应力,所以,其破坏方式是剪断。扭转时,所受的外力也是剪力,所以,破坏方式与压缩时相同,为剪断。
低碳钢是韧性材料,铸铁是脆性材料
铸铁:
扭转试验——断口与轴线成45度,属于拉伸破坏
拉伸试验——断口是平面,属于拉伸破坏
压缩试验——45度碎裂,只能剪切破坏
脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。弹性变形很小,基本无塑性变形,屈服强度与抗拉强度基本相同。
低碳钢:
扭转试验——变形很大,旋转很多圈,断口是平面,属于剪切破坏
拉伸试验——变形很大,断口缩颈后,端口有45度茬口,属于剪切破坏
压缩试验——呈腰鼓形塑性变形
韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和塑性变形都很大。
(1)低碳钢断裂为什么是45扩展阅读
低碳钢与铸铁的比较
1、低碳钢
低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,故又称软钢。
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,低碳钢在拉断时会表现出断裂截面收缩,断裂后试件的总长也会大于原试件的长度。
2、铸铁
含碳量在2%以上的铁碳合金为铸铁。工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。
除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁可分为:灰口铸铁。含碳量较高(2.7%~4.0%),白口铸铁,可锻铸铁,蠕墨铸铁等。
由于铸铁具有较强的耐磨性和柔韧性,在做扭转试验时或压缩试验时,属于拉伸破坏或剪切破坏。

2. 铸铁扭转破坏断裂面为何是45度螺旋面而不是45度平面

铸铁是脆性材料,耐剪切不耐拉,其拉应力集中于45°滑移线上,扭转绕轴就形成内45°螺旋面,断口容粗糙。
破坏试验对比:
铸铁:
扭转试验——断口与轴线成45度,属于拉伸破坏
拉伸试验——断口是平面,属于拉伸破坏
压缩试验——45度碎裂,只能剪切破坏
脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。弹性变形很小,基本无塑性变形,屈服强度与抗拉强度基本相同。
低碳钢:
扭转试验——变形很大,旋转很多圈,断口是平面,属于剪切破坏
拉伸试验——变形很大,断口缩颈后,端口有45度茬口,属于剪切破坏
压缩试验——呈腰鼓形塑性变形
韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和塑性变形都很大。

3. 圆轴扭转破坏时,为什么低碳钢研截面而铸铁沿45度螺旋面断裂

答:根据材料力学知识,铸铁属典型的脆性材料,其抗拉性能较差,破坏符合最大拉内应力理论.铸铁容受扭时横截面边缘处剪应力最大,取单元体进行应力分析可得到主应力方向与断裂面方向垂直且与圆轴表面相切,由于圆轴表面是曲面,各点主应力的主平面沿方向连起来就形成一个螺旋线,从外向内应力状态相似,故形成螺旋面而不是平面.
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4. 急,低碳钢与铸铁在扭转破坏时断口不同,为什么

低碳钢拉伸和铸铁在扭转破坏时断裂方式不一样,拉伸的断裂方式是拉断,试件受正应力,表现为断裂截面收缩、断裂后试件总长大于原试件长度。

铸铁在扭转破坏使的断裂方式是剪断,试件受切应力,表现为试样表面的横向与纵向出现滑移线,最后沿横截面被剪断,断裂截面面积不变。

铸铁压缩破坏时,断口方位角约为55°-60°,在该截面上存在较大的切应力,所以,其破坏方式是剪断。扭转时,所受的外力也是剪力,所以,破坏方式与压缩时相同,为剪断。

低碳钢是韧性材料,铸铁是脆性材料

铸铁:

扭转试验——断口与轴线成45度,属于拉伸破坏

拉伸试验——断口是平面,属于拉伸破坏

压缩试验——45度碎裂,只能剪切破坏

脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。弹性变形很小,基本无塑性变形,屈服强度与抗拉强度基本相同。

低碳钢:

扭转试验——变形很大,旋转很多圈,断口是平面,属于剪切破坏

拉伸试验——变形很大,断口缩颈后,端口有45度茬口,属于剪切破坏

压缩试验——呈腰鼓形塑性变形

韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和塑性变形都很大。

(4)低碳钢断裂为什么是45扩展阅读

低碳钢与铸铁的比较

1、低碳钢

低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,故又称软钢。

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,低碳钢在拉断时会表现出断裂截面收缩,断裂后试件的总长也会大于原试件的长度。

2、铸铁

含碳量在2%以上的铁碳合金为铸铁。工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。

除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁可分为:灰口铸铁。含碳量较高(2.7%~4.0%),白口铸铁,可锻铸铁,蠕墨铸铁等。

由于铸铁具有较强的耐磨性和柔韧性,在做扭转试验时或压缩试验时,属于拉伸破坏或剪切破坏。

5. 为什么低碳钢拉伸变形处于屈服阶段时试样表面会产生与轴线成45度角的滑移线

变形过程中,同时受到拉应力和剪切应力,而剪切应力延与工件轴线成45度方向最内大,所以低碳钢拉容伸变形处于屈服阶段时试样表面会产生与轴线成45度角的滑移线。

试样的伸长量急剧地增加,而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光,则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹。



(5)低碳钢断裂为什么是45扩展阅读:

颈缩阶段和断裂Bef试样伸长到一定程度后,荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩,出现“颈缩”的现象,一直到试样被拉断。

在计算机上输入已测平均直径中最小值等参数,并勾选所需测定的参数FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值,上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm。将进油阀关闭,按试验机上启动键。同时,操作计算机软件使之开始绘制曲线图。

6. 低碳钢和铸铁拉断后的断口有何区别,为什么

断口区别:

1、断口的形状不同

低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口。,铸铁试样常温拉伸断口基本没有变化(或者说稍微缩小的圆截面),破坏断口与横截面重合,断口粗糙,呈凹凸颗粒状。

2、截断方向不同

铸铁是沿着45°方向,而低碳钢是沿着横截面断裂的。

原因:前者是塑性材料后者是脆性材料,塑性材料受拉要经过弹性阶段,屈服阶段,以及强化和颈缩阶段(简单的说就是破坏前形状变化比较明显);而脆性材料受拉时则没有上述过程,破坏前没有明显的塑性变形,突然断裂。

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低碳钢的种类:

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。

7. 为什么铸铁压缩时沿轴线大致成45度方向的斜截面破坏

斜45度方向是剪切力最大方向,

先在铸铁的一个截面上上取一个无限小的一个立方体做受力分析,因为压缩就受两个方向的力,所以直接看成正方形也未尝不可,然后就是受力分析。

假设这个截面的角度为a,然后把应力按照这个界面分解为正应力和剪切应力,之后就能得到一个正应力(剪切应力)以及a的方程 这个方程解完之后结果就是剪切应力的极大值是a=45度是出现的。

断裂面的方向是剪切应力最大的方向,所以铸铁是45度断的。

还有要说明的一点是铸铁是断裂,低碳钢的话是塑性变形,这主要是因为材料不同对剪切应力的应变形式不一样,这个要做实验才能知道某种材料具体的破坏形式。

(7)低碳钢断裂为什么是45扩展阅读:

工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。

灰铸铁的热处理仅能改变其基体组织,改变不了石墨形态,因此,热处理不能明显改变灰铸铁的力学性能,并且灰铸铁的低塑性又使快速冷却的热处理方法难以实施,所以灰铸铁的热处理受大一定的局限性。其热处理主要用于消除应力和改善切削加工性能等。

1、消除内应力退火(时效处理)——低温退火。将铸件置于100~200℃的炉中,缓慢升温至500~600℃,保温4~8h缓冷。

2、改善切削性能的退火——高温退火,降低硬度将铸件加热至850~900℃,保温2~5h,缓冷至400~500℃出炉空冷。

3、表面淬火——提高硬度和耐磨性。

为了适当降低淬火后的残余应力,一般淬火后应进行回火,低温回火组织为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。这种组织耐磨性好 ,用于要求高耐磨性,高强度的零件。

8. 什么是低碳钢有哪些低碳钢45号钢算不算,这钢怎么样

低碳钢,含碳量低于0.25%(C≤0.25%)的钢,常见的有:08、08F、20等。45号钢是中碳钢,调质后综合机械性能较好,常用来做一般的轴类零件。

9. 为什么低碳钢拉断时破坏面与轴线成45°

我猜是由于内部晶格从正立方体变化成平行四边形的断裂晶体斜面形成,故总体呈现45°。

10. 铸铁扭转断裂时为何是45度

铸铁是脆抄性材料,耐剪切不耐拉,其拉应力集中于45°滑移线上,扭转绕轴就形成45°螺旋面,断口粗糙。
破坏试验对比:
铸铁:
扭转试验——断口与轴线成45度,属于拉伸破坏
拉伸试验——断口是平面,属于拉伸破坏
压缩试验——45度碎裂,只能剪切破坏
脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。弹性变形很小,基本无塑性变形,屈服强度与抗拉强度基本相同。
低碳钢:
扭转试验——变形很大,旋转很多圈,断口是平面,属于剪切破坏
拉伸试验——变形很大,断口缩颈后,端口有45度茬口,属于剪切破坏
压缩试验——呈腰鼓形塑性变形
韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和塑性变形都很大。

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