① 低碳钢在拉伸过中可分为几个阶段,各阶段有何特征
低碳钢的拉伸大致可分为四个阶段:(1)弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部写出荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
(2)屈服阶段AS’: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(图中锯齿状线SS’)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,称为滑移线。
(3)强化阶段S’B
试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。
(4)颈缩阶段和断裂BK
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。
② 什么是低碳钢
低碳钢(low carbon steel) 又称软钢, 含碳量从.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。 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。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理用于工程结构件,有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
编辑本段特性
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。这种钢材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低,切削加工性不佳,正火处理可以改善其切削加工性。 低碳钢有较大的时效倾向,既有淬火时效倾向,还有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时,铁素体刮碳、氮过饱和,它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物,因而钢的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低,这种现象称为淬火时效。低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。低碳钢经形变产生大量位错,铁素体中自碳、氮原子与位错发生弹性交互作用,碳、氮原子聚集在位错线周围。这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团(柯垂耳气团)。它会使钢的强度和硬度提高而塑性和韧性降低,这种现象称为形变时效。形变时要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,称为吕德斯带。不少冲压件往往因此而报废。其防止方法有两种。一种高预形变法,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。另一种是钢中加入铝或钛,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。
编辑本段种类
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。
③ 低碳钢拉伸过程可分为哪四个阶段,并说明各个阶段的特征.特展是什么.
低碳钢的拉伸大致可分为四个阶段:(1)弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全内是弹性的,全部写出荷载后,试样将容恢复其原长.此阶段内可以测定材料的弹性模量E.(2)屈服阶段AS’: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(图中锯齿状线SS’)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,称为滑移线.(3)强化阶段S’B 试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长.(4)颈缩阶段和断裂BK 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.
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④ 低碳钢和铸铁扭转时变形和破坏情况有何不同试分析其破坏原因。
1、断口的形状不同:
铸铁破坏时断口呈45º螺旋曲面,而低碳钢破坏时断口是与轴版线垂直的近似平权面。
2、断裂的过程不同:
低碳钢扭转时发生屈服,加工硬化,最后断裂。塑性变形量较大。铸铁扭转时几乎不发生塑性变形,直接断裂。
原因:铸铁是被45º方向上主应力所拉断,是由斜截面上的拉应力造成的,说明铸铁的抗拉强度较差;低碳钢是由横截面上的切应力造成的,说明低碳钢的抗剪强度较差。
(4)低碳钢钢筋的变形有什么特点扩展阅读:
低碳钢和铸铁在拉伸试验中的性能和特点
低碳钢属于塑性材料,拉伸过程中有明显的屈服阶段,有明显的颈缩间断(又称断裂阶段)。(白口)铸铁属于脆性材料,拉伸过程中没有明显的屈服阶段,没有明显的颈缩间断。
低碳钢是典型的塑性材料,拉伸时会发生屈服,会产生很大的塑性变形,断裂前有明显的颈缩现象,拉断后断口呈凸凹状,而铸铁拉伸时没有屈服现象,变形也不明显,拉断后断口基本沿横截面,较粗糙。
⑤ 试简述低碳钢试件从开始拉伸到断裂经历哪几个阶段各阶段的变形现象及特点是什么
低碳钢是工程上最广泛使用的材料,同时,低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。
大致可分为四个阶段:
1、弹性阶段oa:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部写出荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
2、屈服阶段bc: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,称为滑移线。
3、强化阶段ce 试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。
4、颈缩阶段和断裂ef: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。
(5)低碳钢钢筋的变形有什么特点扩展阅读:
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, 常用于制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
低碳钢有较大的时效倾向,既有淬火时效倾向,还有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时,铁素体中碳、氮处于过饱和状态,它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物,因而钢的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低,这种现象称为淬火时效。
低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。低碳钢经形变产生大量位错,铁素体中的碳、氮原子与位错发生弹性交互作用,碳、氮原子聚集在位错线周围。这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团(柯垂耳气团)。
低碳钢为韧性材料。其拉伸时的应力-应变曲线主要分四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段,在局部变形阶段有明显的屈服和颈缩现象。开始时为弹性阶段,完全遵守胡克定律沿直线上升,比例极限以后变形加快,但无明显屈服阶段。
⑥ 试简述低碳钢试件从开始拉伸到断裂经历哪几个阶段各阶段的变形现象及特点是什么
低碳钢来是工程上最广源泛使用的材料,同时,低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型.低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示.
大致可分为四个阶段:(1)弹性阶段oa:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部写出荷载后,试样将恢复其原长.此阶段内可以测定材料的弹性模量E.(2)屈服阶段bc: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,称为滑移线.(3)强化阶段ce 试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长.(4)颈缩阶段和断裂ef: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.断口呈杯锥状如右图所示
⑦ 比较低碳钢和铸铁在受扭和受拉时其变化规律有何异同之处
一、受拉时:
1、低碳钢受拉时断口局部颈缩,有明显屈服阶段;
2、铸铁受拉时没有明显颈缩,铸铁成分一般是共晶白口铁或者过共晶白口铁,脆性材料,故无明显屈服阶段。
(7)低碳钢钢筋的变形有什么特点扩展阅读:
一、低碳钢:
1、低碳钢为韧性材料。其拉伸时的应力-应变曲线主要分四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段,在局部变形阶段有明显的屈服和颈缩现象。开始时为弹性阶段,完全遵守胡克定律沿直线上升,比例极限以后变形加快,但无明显屈服阶段。
2、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。这种钢材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低,切削加工性不佳,正火处理可以改善其切削加工性。
3、低碳钢有较大的时效倾向,既有淬火时效倾向,还有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时,铁素体中碳、氮处于过饱和状态,它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物,因而钢的强度和硬度提高,而塑性和韧性降低,这种现象称为淬火时效。
二、铸铁:
1、含碳量在2%以上的铁碳合金。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。
2、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
三、拉伸实验
1、测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性的试验,又称抗拉试验。它是材料机械性能试验的基本方法之一,主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。
2、伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标。强度通常是指材料在外力作用下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。材料在承受拉伸载荷时,当载荷不增加而仍继续发生明显塑性变形的现象叫做屈服。产生屈服时的应力,称屈服点或称物理屈服强度
3、试验时,试验机以规定的速率均匀地拉伸试样,试验机可自动绘制出拉伸曲线图。对于低碳钢等塑性好的材料,在试样拉伸到屈服点时,测力指针有明显的抖动,可分出上、下屈服点(和),在计算时,常取材料的 δ和ψ可将试验断裂后的试样拼合,测量其伸长和断面缩小而计算出来。
⑧ 低碳钢拉伸经过的四个阶段,各有什么特点
低碳钢的拉伸大致可分为四个阶段:(1)弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部回写出荷载答后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。 (2)屈服阶段AS’: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(图中锯齿状线SS’)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,称为滑移线。 (3)强化阶段S’B 试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。 (4)颈缩阶段和断裂BK 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。
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⑨ 低碳钢拉伸实验四个阶段特点是什么
特点:
1、弹性阶段
随着荷载的增加,应变随应力成正比增加。如卸去荷载,试件将恢复原回状,表现为弹性变答形,与A点相对应的应力为弹性极限。
2、屈服阶段
应力与应变不成比例,开始产生塑性变形,应变增加的速度大于应力增长速度,钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。
3、强化阶段
抵抗塑性变形的能力又重新提高,变形发展速度比较快,随着应力的提高而增强。
4、颈缩阶段
材料变形迅速增大,而应力反而下降。试件在拉断前,于薄弱处截面显著缩小,产生“颈缩现象”,直至断裂。
(9)低碳钢钢筋的变形有什么特点扩展阅读:
实验原理:
低碳钢是工程上最广泛使用的材料,同时,低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。
做实验时,可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。
⑩ 低碳钢拉伸实验应力-应变曲线,分几个阶段
分4个阶段:
(1)弹性阶段ob:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部卸除荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
(2)屈服阶段bc: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,称为滑移线。
(3)强化阶段ce试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。
(4)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。
(10)低碳钢钢筋的变形有什么特点扩展阅读:
低碳钢的变形过程有如下特点:
1、当应力低于σe时,应力与试样的应变成正比,应力去除,变形消失,即试样处于弹性变形阶段,σe为材料的弹性极限,它表示材料保持完全弹性变形的最大应力。
2、当应力超过σe后,应力与应变之间的直线关系被破坏,并出现屈服平台或屈服齿。如果卸载,试样的变形只能部分恢复,而保留一部分残余变形,即塑性变形,这说明钢的变形进入弹塑性变形阶段。σs称为材料的屈服强度或屈服点,对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限。
3、当应力超过σs后,试样发生明显而均匀的塑性变形,若使试样的应变增大,则必须增加应力值,这种随着塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象称为加工硬化或形变强化。当应力达到σb时试样的均匀变形阶段即告终止,此最大应力σb称为材料的强度极限或抗拉强度,它表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。
在σb值之后,试样开始发生不均匀塑性变形并形成缩颈,应力下降,最后应力达到σk时试样断裂。σk为材料的条件断裂强度,它表示材料对塑性的极限抗力。