圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂

『壹』 急，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。

(1)圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂扩展阅读

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。

『贰』 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。

『叁』 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。
(3)圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂扩展阅读
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。

『肆』 材料力学扭转实验时,低碳钢和灰铸铁的断口不同,其原因是什么

上面回答的不对，根本原因在于含碳量不同。。。一般情况下含碳量量越高，材料越脆，当然脆性材料和韧性材料的断口形貌就不同了。。具体原因比较复杂，请参见材料力学的书。。。

『伍』 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。

(5)圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂扩展阅读：

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。

『陆』 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。

(6)圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂扩展阅读：

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。

『柒』 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

『捌』 分析低碳钢、铸铁试件破坏的原因

低碳钢受到扭转时低碳钢则可能发生变形，原因是低碳钢内含有少量的碳，专其韧性比较好，低炭钢拉属伸实验达到屈服强度之后有个颈缩阶段，断面会比原料料细，扭的时候会扭出螺旋截面来，而铸铁内含有大量的碳，

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。

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。

(8)圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂扩展阅读：

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。

『玖』 低碳钢和铸铁在扭转破坏时有什么不同的现象

1，骨折的形状不同：

当铸铁断裂时，断裂面呈45o螺旋形；当低碳钢断裂时，断裂面为垂直内于垂容直方向的近似平面。

2，破解的过程是不同的：

当低碳钢扭曲时，会发生屈服，加工硬化并最终断裂。塑性变形量被破坏。铸铁扭曲时，几乎不会发生塑性变形并直接破裂。

原因：铸铁在45o方向上的主应力破坏了，这是由斜截面上的拉应力引起的，这表明铸铁的抗拉强度很差。低碳钢是由较高的剪切应力引起的，说明低碳钢的剪切强度较差。

(9)圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂扩展阅读：

脆性和塑性材料的强度和可塑性可以通过反向测试确定，该测试通常用于需要频繁烧结的材料（例如轴，弹簧等）上。

扭转试验在扭转试验机上进行，材料特性和应力条件可以反映在扭转尖端的断裂形状中。

例如，剪切应力的结果显示为裂缝的截面和垂直线，并且材料是塑性的。如果法向应力作用，则断裂部分的壁厚约为45°，材料易碎。

『拾』 试样扭转破坏时,低碳钢试样的断裂方向如何铸铁的断裂方向又如何

低碳钢抄扭转时发生屈袭服，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。

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。

(10)圆轴扭转时为什么低碳钢的断裂扩展阅读：

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。

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。