中碳钢为什么选择屈服极限

❶ 低碳钢 屈服机理

屈服是来金属材料固有的属自性。低碳钢韧性和塑性好，屈服现象犹为突出。屈服是断裂的前兆因为还有疲劳现象的存在，多以工程应用中考虑的零件所受最大应力要比屈服下极限低很多。
低碳钢(low carbon steel)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。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。
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， 常用於制造链条， 铆钉， 螺栓， 轴等。

❷ 所有的钢材都会出现屈服现象吗

除低碳钢和中碳钢及少数合金钢有屈服现象外，大多数金属材料没有明显的屈服现象内，因此，对容这些材料，规 定产生0.2%残余伸长时的应力作为屈服强度σ 0.2可以替 代σ s，称屈服强度，σ 0.2为条件屈服强度。
屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。
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，称为条件屈服极限或屈服强度。
无明显屈服点的屈服强度0.2实际上是只RP0.2的值，这个需要用试验机才能测试。

❸ 碳钢的力学性能

1.碳钢

碳钢也叫碳素钢，是含碳量ωc小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（ωc≤0.25%），中碳钢（ωc=0.25%-0.6%）和高碳钢（ωc>0.6%）

按磷、硫合量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也就高，但塑性降低。

2、碳素结构钢

这类钢主要保证力学性能。故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首。

数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275Mpa，若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含S、P的量依次降低，钢材质量依次提高。

若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F”或“b”者为镇静钢。例如Q235—AF表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q235—C表示屈服点为 235MPa的C级镇静钢。

碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等。

用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。

3、优质结构钢

这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数（ωс*10000）。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%；08钢表示钢中平均碳的质量分数为0.08%。

优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据碳质量分数不同，有不同的用途。

08、08F、10、10F钢，塑性、韧性高，具有优良的冷成形性能和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件，如汽车身、拖拉机驾驶室等；

15、20、25钢用于制作尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞销,样板等；

30、35、40、45、50钢经热处理（淬火+高温回火）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性，用于制作轴类零件，例如40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件；

55、60、65钢热处理（淬火+中温回火）后具有高的弹性极限，常用于制作负荷不大、尺寸较小（截面尺寸小于 12~15mm）的弹簧，如调压和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等。

4、碳素工具钢

碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢，含碳量在0.65%-1.35%范围内，其生产成本低，原料来源易取得，切削加工性良好，热处理后可以得到高硬度和高耐磨性，所以是被广泛采用的钢种，用来制造各种刃具、模具、量具。

但这类钢的红硬性差，即当工作温度大于250℃时，钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失去工作能力。另外，碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬，而且容易产生变形和裂纹。

5、易切削结构钢

易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素，使钢切削时切削易脆断成碎屑，从而有利于提高切削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫，在普通低合金易切削结构钢中使用了铅、碲、铋等元素。

这种钢的含硫量在0.08%-0.30%范围内，含锰量在0.60%-1.55%范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形态存在，硫化锰很脆并有润滑效能，从而使切屑容易碎断，并有利于提高加工表面的质量。

❹ 中碳钢的屈服现象特征

材料内部存在的大量位错，在刃型位错线附近原子发生畸变，从而使能量升高，晶体处于不稳定状态。溶质原子会“自觉”聚集到刃位错受拉部分（正刃下方负刃上方），因为这样会降低晶格的畸变，使体系更加稳定,此时，位错原子如果想要运动就要克服更大的阻力，这种现象就是所谓的“柯氏气团”。这会影响位错在外力作用下的移动---抗力会增加，这是有些金属出现屈服现象的原因。
2、其实真正原因至今都没研究透，虽然另一位已经回答被业界接受比较久了，但是现在又有一些新的说法，上屈服点由以上解释，四大强化机制和亚晶复合，凑出一条理论贴近实际值的文章，但是更多的数据是很难凑齐，而且强化值测量本来就有误差很大。
3、强度理论是判断材料在复杂应力状态下是否破坏的理论。材料在外力作用下有两种不同的破坏形式:一是在不发生显著塑性变形时的突然断裂,称为脆性破坏;二是因发生显著塑性变形而不能继续承载的破坏，称为塑性破坏，即为屈服破坏，对于低碳钢为塑性材料破坏形式为屈服，所以要用屈服极限为标准并给于一定的安全系数来确定许用应力。

❺ 为什么综合力学性能好的钢为中碳钢

综合力学性能指“强韧配合性能”，即材料既要有高的强度，又要有好的韧性。钢材碳含量高则强度高，韧性差；碳含量低则韧性好，强度低。中碳钢兼顾了强度和韧性较好的特性。

❻ 低碳钢为什么没有屈服现象

屈服现象的关键是在于这种材料当所受到的应力达到一定值的时候，虽然应力不再增加而形变却依然在继续，而且是不可恢复的塑性变形。也就是说此时外力不再增加但材料的破坏却还在继续，材料已经失去了对变形的抵抗能力。因此，从安全的角度考虑，将此时的材料所受到的应力作为作为该种材料的屈服极限，或叫做屈服强度。在使用材料的时候，一般要保证材料受到的应力要小于该材料的屈服极限。这样才能安全。而同种材料的不同个体其屈服强度也是有一定的离散性分布的，因此在实际中使用材料时，还要增加一个安全系数，用材料的屈服极限值除以材料的安全系数，从而得到一个许用的强度值。你所计算出的材料受到的应力要小于许用强度值才是最安全稳妥的。一般对于塑性材料安全系数可以选用1.2～1.5,而脆性材料的安全系数要选用2～2.5甚至是3或4，这主要还需根据你使用的该中材料的使用场合来确定。例如高温高压，腐蚀性环境，还有一旦材料失效会造成重大安全事故和人身伤害的场合，我建议你还是要把安全系数选大，以免造成不必要的后果。还有就是需要说明的是，对于有些材料，比如铸铁，就没有屈服点，而是采用该材料发生0.2％的应变时对应的应力值作为此种材料的屈服值。回答完毕。

❼ 为什么碳素钢含碳量越高，屈服极限和强度极限越高延伸率降低

含碳量越高，钢质地越坚硬。坚硬带来的后果就是脆，抗热膨胀系数越低，拉升率也越低，同理可焊性越低。

❽ 所以钢材都有屈服现象是否正确

除低碳钢和中碳钢及少数合金钢有屈服现象外，大多数金属材料没有明显的屈服版现象，因此，对这权些材料，规 定产生0.2%残余伸长时的应力作为屈服强度σ 0.2可以替 代σ s，称屈服强度，σ 0.2为条件屈服强度。
屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。
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，称为条件屈服极限或屈服强度。
无明显屈服点的屈服强度0.2实际上是只RP0.2的值，这个需要用试验机才能测试。

❾ 为什么碳素钢厚度或直径越大,他的屈服极限反而越小呢

因为钢板在制造过程中，薄的钢板容易控制，使其化学成分均匀，致密程度高,厚钢板则易出现偏析带,致密程度也较低,因此强度会适当降低

❿ 低碳钢拉伸屈服极限和剪切屈服极限有何关系

低碳钢拉伸屈服极限和剪切屈服极限的关系在于：

许用切应力=0.5*许用屈服应力极限（按第三强度理论），

许用切应力=0.577*许用屈服应力极限（按第四强度理论），

一般计算时，取[τ]=(0.5～0.577)*[σ]。

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。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。

岩石的剪切强度与土一样，也是有内聚力和内摩擦阻力两部分组成，只是它们都比土大些，这与岩石具有牢固的连结有关。

低碳钢拉伸试验机，可以用作低碳钢的拉伸试验。试验数据可用电脑仪器记录并打印出来，试验数据包括应力-应变曲线，屈服强度以及加载的速率和时间的记录。能详细的记录整个试验过程，并用于教学或试验分析。

(10)中碳钢为什么选择屈服极限扩展阅读：

在加载实验过程中，总的要求应是缓慢、均匀、连续地进行加载。并采用位移控制速率0.009mm/s。开始测定时至达到屈服强度阶段，试样平行长度的控制速率为0.009mm/S。达到强化阶段后可适当增大速率至0.015mm/s。试样拉断后立即停机并先取下试样，然后打开回油阀，使工作平台复位。

在实验中，注意观察拉伸过程四个特征阶段中的各种现象，记录的上屈服点力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

剪切强度表示粘接型胶黏剂在受切线方向的应力时单位面积上的最大断裂负荷。根据受力方式可分为拉伸剪切强度、压缩剪切强度、扭转剪切强度、弯曲剪切强度等几种，其中拉伸剪切强度最常用。

拉伸剪切强度测定试片一般为12.5cm×2.5cm×1.6mm，采用单面搭接，搭接面长度约12.5mm±0.25mm。测定时试片经过表面处理后，将胶黏剂均匀涂在试片上，然后将两片试片叠合，在规定的条件下进行固化，两片试片叠合后宽度方向的错位不超过0.5mm。