㈠ 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。
(1)低碳钢破坏发生在什么阶段扩展阅读:
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。
㈡ 低碳钢试样在扭转实验时的变形要经历什么阶段
低碳钢试样在扭转实验时的变形要经历弹性阶段、屈服阶段、强化阶段
㈢ 低碳钢受拉时的应力-应变图中,分为哪几个阶段各阶段的特征及指标如何答案 (建筑材料)
分4个阶段:
(抄1)弹性阶段ob:这一阶袭段试样的变形完全是弹性的,全部卸除荷载知后,试样将恢复其原长。
(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。
(3)强化阶段ce试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长道,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。
当应力低于σe 时,线弹性变形阶段. 应力与试样的应变成正比,应力去除,变形消失。
σe和σs之间,非线弹性变形阶段,仍属于弹性变形,但应力与试样的应变不是正比关系。
σs时,屈服阶段(其实存在上下屈服极限的)应变变大,但是应力几乎没有变化。
当应力超过σs后,强化阶段,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。
在σb值之后,断裂阶段,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。
指标:σe弹性极限σs屈服强度σb抗拉强度σk断裂强度
㈣ 钢筋受拉破坏四个阶段
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,试件将恢复原状,表现为弹性变形。在这一范围内,应力与应变的比值为一常量,称为弹性模量E。
弹性模量反映钢材的刚度,是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。常用低碳钢的弹性模量E=2.0×105~2.1×105MPa,弹性极限E=180~200MPa。
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。因比较稳定易测,常用低碳钢的为195~300MPa。该阶段在材料万能试验机上表现为指针不动(即使加大送油)或来回窄幅摇动。
钢材受力达屈服点后,变形即迅速发展,尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值依据。
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,称为抗拉强度,用бb表示。
常用低碳钢的为385~520MPa。抗拉强度不能直接利用,但屈服点与抗拉强度的比值(即屈强比),能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小,表明材料的安全性和可靠性越高,结构越安全。
但屈强比过小,则钢材有效利用率太低,造成浪费。常用碳素钢的屈强比为0.58~0.63,合金钢为0.65~0.75。
4、颈缩阶段(破坏):
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。
通过拉伸试验,除能检测钢材屈服强度和抗拉强度等强度指标外,还能检测出钢材的塑性。塑性表示钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力,它是钢材的一个重要性指标。钢材塑性用伸长率或断面收缩率表示。
2、塑性阶段的力学性能有:
屈服强度。材料发生屈服时的应力值。又称屈服极限。屈服时应力不增加但应变会继续增加。
条件屈服强度。某些无明显屈服阶段的材料,规定产生一定塑性应变量(例如 0.2%)时的应力值 ,作为条件屈服强度。应力超过屈服强度后再卸载,弹性变形将全部消失,但仍残留部分不可消失的变形,称为永久变形或塑性变形。
强化与强度极限。应力超过屈服强度后,材料由于塑性变形而产生应变强化 ,即增加应变需继续增加应力。这一阶段称为应变强化阶段。强化阶段的应力最高限,即为强度极限。应力达到强度极限后,试样会产生局部收缩变形,称为颈缩。
延伸率(δ )与截面收缩率(ψ)。
二、脆性材料:
1、对于脆性材料,没有明显的屈服与塑性变形阶段,试样在变形很小时即被拉断,这时的应力值称为强度极限 。某些脆性材料的应力 -应变曲线上也无明显的直线阶段,这时,胡克定律是近似的。弹性模量由应力 - 应变曲线的割线的斜率确定。
2、压缩时,大多数工程韧性材料具有与拉伸时相同的屈服强度与弹性模量,但不存在强度极限。大多数脆性材料,压缩时的力学性能与拉伸时有较大差异。
例如铸铁压缩时会表现出明显的韧性,试样破坏时有明显的塑性变形,断口沿约45°斜面剪断,而不是沿横截面断裂;强度极限比拉伸时高4~5倍。
㈤ 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
㈥ 比较低碳钢的拉伸和扭转实验,从进入塑性变形阶段到破坏的全过程有什么明显的差别
低碳钢拉伸和扭转时断裂方式不一样。拉伸的断裂方式是拉断,试件受正应力。
表现回为断裂截面收缩、答断裂后试件总长大于原试件长度。扭转的断裂方式是剪断,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,试件总长不变。
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。低碳钢断口和式样轴线垂直,是剪切力切断。铸铁断口和式样轴线呈45度,是正应力拉断。
(6)低碳钢破坏发生在什么阶段扩展阅读:
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即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。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。
㈦ 简述低碳钢拉升实验分为几个阶段 分别对应的应力特征值是什么
低碳钢从受拉至拉断,分为以下四个阶段。 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,试件将恢复原状,表现为弹性变形,与A点相对应的应力为弹性极限。在这一范围内,应力与应变的比值为一常量,称为弹性模量,用E表示。弹性模量反映钢材的刚度,是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。常用低碳钢的弹性模量E=2.0×105~2.1×105MPa,弹性极限E=180~200MPa。 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。 该阶段在材料万能试验机上表现为指针不动(即使加大送油)或来回窄幅摇动。 钢材受力达屈服点后,变形即迅速发展,尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值依据。 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。 常用低碳钢的为385~520MPa。抗拉强度不能直接利用,但屈服点与抗拉强度的比值(即屈强比),能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小,表明材料的安全性和可靠性越高,结构越安全。但屈强比过小,则钢材有效利用率太低,造成浪费。常用碳素钢的屈强比为0.58~0.63,合金钢为0.65~0.75。 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。 通过拉伸试验,除能检测钢材屈服强度和抗拉强度等强度指标外,还能检测出钢材的塑性。塑性表示钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力,它是钢材的一个重要性指标。钢材塑性用伸长率或断面收缩率表示。
㈧ 低碳钢拉伸破坏的原因
低碳钢拉伸破坏的原因
问题一:低碳钢和铸铁拉伸破坏的主要原因低碳钢压缩曲线也有明显的屈服点,但由于试样很短屈服阶段与拉伸相比短的多,进入强化阶段后塑性变形越来越大,因三向应力状态限制了端面附近的变形,因此试样的变形呈鼓形。随着变形的增长,承载面积、三向应力状态的影响越来越大,试样继续变形的抗力不断增长P-h曲线开始上翘,而且上翘程度越来越陡。最后,低碳钢只能压扁而不会发生断裂,因此低碳钢压缩时只有屈服极限sc而没有强度极限。
铸铁受压时不存在拉应力的影响,随着载荷的增长,45°截面的最大剪应力能够不断增长,因而产生明显的塑性变形,使压缩曲线与拉伸曲线相比明显变弯。试样变形后呈鼓状。最后试样在最大剪应力的作用下,沿45°~45°截面被剪断,断口平滑呈韧性。由于铸铁的抗剪能力大大超过其抗拉能力,所以其压缩强度极限bc远远大于其拉伸的强度极限。
问题二:低碳钢的拉伸和扭转的破坏原因是否一样拉伸为平断口,扭转为45度的螺旋断口。
拉伸时的破坏原因是拉应力
扭转时,由于低碳钢抗拉能力大于抗剪能力,所以剪应力先于拉应力达到最大值;故破坏原因是最大剪应力。
问题三:比较低碳钢拉伸,铸铁拉伸的断口形状,简单分析其破坏的力学原因低碳钢拉伸时发生颈缩,断口截面要小于实际截面,截面不平整,断口呈金属光泽。铸铁不会发生颈缩,断口截面比较平整,呈灰黑色。
问题四:低碳钢和铸铁拉伸破坏时有什么特点?并分别说明破坏原因~低碳钢碳含量百分比在0.5%以下,具有较低硬度,有良好韧性。确定他的延浮性和塑性,是塑性材料。抗拉能力高。
而铸铁的碳含量大于2%,碳已饱和独立存在铁中,碳颗粒悬浮在铁中,令铁的结构松散,成了脆性材料,韧性差,抗拉能力低。
问题五:低碳钢拉伸和扭转的断口形状是否一样?分析其破坏原因。拉伸为平断口,扭转为45度的螺储断口。
拉伸时的破坏原因是拉应力
扭转时,由于低碳钢抗拉能力大于抗剪能力,所以剪应力先于拉应力达到最大值;故破坏原因是最大剪应力。
问题六:低碳钢和铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式有何异同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)。
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
㈨ 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。
(9)低碳钢破坏发生在什么阶段扩展阅读:
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。
㈩ 比较低碳钢和铸铁在拉伸时的机械性质和破坏特征,并画出破坏草图
低碳钢是塑性材来料,铸铁自是脆性材料,所以在拉伸时低碳钢有四个阶段,弹性阶段,屈服阶段,强化阶段和局部变形阶段。有明显的缩颈现象,而铸铁则只有一个阶段即强化阶段,达到强度极限之后马上断裂,因为铸铁抗压不抗拉,所以二者不同。
低碳钢拉伸时首先出现滑移(屈服),然后存在明显的颈缩及伸长变形(塑性)并最后断裂,断口成杯状,断裂是拉力和剪力共同作用的结果。铸铁拉伸时发生很小的变形后就断裂,断口垂直轴向,断裂主要来自于拉应力作用。
(10)低碳钢破坏发生在什么阶段扩展阅读:
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即拉力F与伸长量△L的关系曲线。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。