圆轴扭转破坏时为什么碳钢沿横截面

㈠ 为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合,而铸铁试样是与试样轴线成45度螺旋断

低碳钢的扭转角远大于铸铁，因为低碳钢是塑性材料，而铸铁是脆性的，低碳钢断版面是沿横截面被权剪破坏的，然而铸铁是沿着45到55度不等的截面破坏的，说明低碳钢是因为横截面的剪切应力而破坏的，铸铁是因为斜截面的拉应力而破坏的。

㈡ 低碳钢和铸铁在扭转时的力学性能比较，并根据断口特点分析其破坏原因

低碳钢的扭转角远大于铸铁，因为低碳钢是塑性材料，而铸铁是脆性的，低碳钢断面是沿横截面被剪破坏的，然而铸铁是沿着45到55度不等的截面破坏的，说明低碳钢是因为横截面的剪切应力而破坏的，铸铁是因为斜截面的拉应力而破坏的。

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。

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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。

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。

㈢ 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。
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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。

㈣ 为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试

低碳钢的扭转角远大于铸铁，因为低碳钢是塑性材料，而铸铁是脆性的，低碳钢断面是沿横截面被剪破坏的，然而铸铁是沿着45到55度不等的截面破坏的，说明低碳钢是因为横截面的剪切应力而破坏的，铸铁是因为斜截面的拉应力而破坏的。

㈤ 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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㈥ 为什么低碳钢和铸铁扭转断口不同

低碳钢试件受扭转时沿横截面破坏，此破坏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；铸铁试件受扭转时沿大约45度斜截面破坏，断口粗糙，此破坏是由斜截面上的拉应力造成的，说明铸铁的抗拉强度较差。

㈦ 金属材料扭转试验：低碳钢与铸铁的破坏后的断口截面形状和纹路有什么不同

低碳钢与铸铁的破坏后的不同有以下几个方面。

1、破坏截面不一样：低碳专钢试件受扭转时沿横截面破坏属；铸铁试件受扭转时沿大约45°斜截面破坏，断口粗糙。

2、破坏原因不一样：低碳钢试件破坏是由横截面上的切应力造成的；铸铁试件破坏是由斜截面上的拉应力造成的。

3、破坏形状不一样：断口宏观形貌为杯椎状断口，微观形貌为韧窝；断面上能观察到发光小刻面，微观形貌多为解理，如河流花样。

4、说明原因不一样：低碳钢的破坏说明抗剪强度较差；铸铁的破坏说明抗拉强度较差。

参考资料来源：网络—铸铁

参考资料来源：网络—低碳钢

㈧ 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。

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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。

㈨ 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。

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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

㈩ 低碳钢和铸铁试件扭转时沿着什么方位破坏各是什么应力引起的

低碳钢的抗剪强度低于其抗拉强度，所以扭转破坏发生在切应力最大横截面上，破坏从外向内一次发生，为剪应力引起的。

而铸铁的抗拉强度低于其抗剪强度所以扭转破坏发生在拉应力最大的截面上，破坏面与轴线夹角成四十五度，为拉应力引起的。

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。

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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。