为什么选低碳钢和铸铁做实验

A. 通过拉伸实验,说明在杆件强度计算时,为什么低碳钢选取屈服极限而铸铁选取强度极限作为危险应力

低碳钢在拉伸超过屈服极限时，其强度值迅速下降。而铸铁几乎没有塑性变形，达到强度极限即断裂。

B. 从实验现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同

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。

C. 以强度，塑性，断面形状与破坏原因几方面分析低碳钢和铸铁在拉伸试验的力学性能

低碳钢抗拉强度大来，塑自性材料，断面有颈缩现象，原因是拉力太大，超过抗拉强度被破坏。
铸铁抗拉强度弱，典型的脆性材料，断面与铸铁轴线大致成45度角（45~55°范围内），原因是铸铁的抗剪切能力小于抗拉伸强度，最终被剪断，沿45度方向正好是剪力最大的方向，超过抗剪切强度被切断。

D. 低碳钢和铸铁拉伸试验为什么要采用标准式样

因为拉伸实验中延伸率的大小与材料有关，同时与试件的标距长度有关，试回件局部变形较大的断口部分，答在不同长度的标距中所占比例也不同，因此在拉伸实验中必须采用标准试件或比例试件。

拉伸夹具根据不同的试样及试验力大小，在结构上差别很大。大试验力的试样一般采用斜面夹紧结构，随试验力的增加，夹紧力随之增加，台肩试样采用悬挂结构等。

(4)为什么选低碳钢和铸铁做实验扩展阅读：

金属材料的高温拉伸试验所规定的性能指标与常温拉伸试验时基本相同，但一般是测定抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率四大性能指标。由于做高温短时拉伸试验时，负荷持续时间的长短，对拉伸性能有显著影响。快速拉断短时高温拉伸试样时，抗拉强度值明显提高。

屈服点或规定非比例伸长应力的情况也类似。因此国家标准中对高温短时拉伸试验时的拉伸速度作了严格限制。试样的最大允许应变速度只及常温拉伸试验时的1/20。通常估计，做一次拉伸试验，其负荷持续的时间不应小于15~20min。

E. 低碳钢与铸铁试样扭转破坏情况有何不同,为什么

1、断裂情况不同：扭转试验时低碳钢试件会塑性变形，逐渐成麻花状而断裂；而铸铁试回件在扭转答试验时，基本上不产生变形，以脆断结束。

2、两者的含碳量不同，材料韧性不同，对扭曲的承受能力不同：两种不同实验结果的原因为低碳钢含碳量低，材料有一定的韧性，对扭曲有一定的承受能力。而铸铁含碳量高，没有韧性，同时脆性大，对扭曲没有承受能力。

3、两者的断裂面情况不同：退火后的低碳钢组织大部为为铁素体同时含有少量珠光体，它的强度、硬度都比较低，而塑性、韧性较高。扭转实验时，低碳钢试件会因为横截面上的切应力而沿横截面破坏，它的抗剪强度较差。

扭转实验时，因为塑性较差，铸铁试件因斜截面上的拉应力会沿大约45度斜截面被扭断，断口粗糙，它的抗拉强度较差。

(5)为什么选低碳钢和铸铁做实验扩展阅读

脆性材料和塑性材料的强度和塑性可以通过扭转试验测定，扭转试验常用于需要经常承受扭矩的零件如轴、弹簧等材料上。

扭转试验需在扭转试验机上进行，材料性能和受力情况可以从扭转试样的断口形状中反映出来。

如切应力作用的结果表现为断口的断面与试样轴线垂直，材料呈塑性；如正应力作用的结果表现为断口断面与试样轴线约成45°角，材料呈脆性。

参考资料来源：网络-扭转试验

F. 为什么要用低碳钢,铸铁为拉伸材料

因为低碳钢和铸铁在拉伸试验中的拉伸性能良好，所以要用低碳钢、铸铁内为拉伸材料。

低碳钢容为韧性材料。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)为什么选低碳钢和铸铁做实验扩展阅读

低碳钢的材料变形阶段：

1、 弹性变形，材料在外力作用下发生变形，弹性变形的特征是当外力撤去后变形将完全恢复。

2、塑形流动，材料一旦进入屈服流动阶段也就失去抵抗变形的能力，本阶段外力几乎不变材料就可以发生较大的变形；并且此后撤去外载荷后，材料将产生永久性的塑性变形。

3、强化阶段，在塑形流动过后，材料又恢复一定的承载能力，如果希望材料产生进一步的变形，就必须增加外力。

4、颈缩阶段，材料变形的最后一个阶段，这一阶段材料的变形不再需要外力，甚至是力一边减小变形一边增大。

G. 有关金属材料的拉伸与压缩实验为什么选择低碳钢和铸铁

前者是典型的塑性材料，后者则是典型的脆性材料

H. 低碳钢,铸铁的曲线物理意义,可得到哪些机械性能指标

弹性变形阶段：此时低碳钢拉伸曲线服从胡克定律，
屈服阶段：低碳钢逐渐发生塑形的屈服现象，原理是低碳钢内部的位错之类的缺陷逐渐发生一定的滑移，拉伸过后可以观察到到滑移线。
均匀塑性变形阶段：此时局部的缺陷滑移结束，试件进入整体的均匀滑移阶段
局部塑性变形阶段：钢材的塑性告罄，在局部可能发生应力集中的区域发生颈缩，具体表现为某一区域出现局部的塑性变形，并最终在此处断裂。
低碳钢由于含碳量低，它的延展性、韧性和可塑性都是高于铸铁的，拉伸开始时，低碳钢试棒受力大，先发生变形，随着变形的增大，受力逐渐减小，当试棒断开的瞬间，其受力曲线是随受力时间延长，一条直线向斜上方发展，试棒断开，直线垂直向下归“0”。同样的道理：低碳钢抗压缩的能力比铸铁要低，当对低碳钢试块进行压缩实验时，受力逐渐加大，试块随外力变形，当试块变形达到极限时，其受力也达到最大值，其受力曲线是一条向斜上方的直线。铸铁则不然，开始时与低碳钢受力情况基本相同，只是当铸铁试块受力达到本身的破坏极限时，受力逐渐减小，直到试块在外力下被破坏（裂开），受力为“0”其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同。以上就是低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时力学性质的异同点。

I. 低碳钢和铸铁哪种材料更有必要做拉伸实验

看你什么要求，一般情况下铸铁是不做拉伸试验的，主要是由于铸铁内中的石墨存在割裂组织的作容用（可以想象成孔洞），得到的拉伸曲线无意义，通常做的是抗压实验，低碳钢检测机械性能的时候才做拉伸实验。
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我说的抗压实验也就是压缩实验，可以得到抗压强度，一般情况下铸铁只做压缩实验，低碳钢只做拉伸实验。
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抗压材料的话HT更适合，原因是抗压强度高，不易变形，低碳钢低，容易变形。你看好多机床的床身就是HT的，一是铸造性能好，二是抗压强度高，也吸振。