为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶

A. 试比较低碳钢和铸铁在扭转时的力学性能，并根据断口特点分析其破坏原因

低碳钢复的扭转角远大于铸铁制，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。

低碳钢扭转破坏为平断口，为切应力破坏，因为低碳钢抗剪能力最差；铸铁扭转破坏为螺旋断口，为45度主拉应力破坏，因为铸铁抗拉能力最差。

(1)为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶扩展阅读：

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， 常用於制造链条， 铆钉， 螺栓， 轴等。

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。这种钢材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。

B. 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

C. 为什么低碳钢拉伸变形处于屈服阶段时试样表面会产生与轴线成45度角的滑移线

变形过程中，同时受到拉应力和剪切应力，而剪切应力延与工件轴线成45度方向最内大，所以低碳钢拉容伸变形处于屈服阶段时试样表面会产生与轴线成45度角的滑移线。

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。

(3)为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶扩展阅读：

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。

在计算机上输入已测平均直径中最小值等参数，并勾选所需测定的参数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。将进油阀关闭，按试验机上启动键。同时，操作计算机软件使之开始绘制曲线图。

D. 压缩试验时候对于低碳钢为什么只计算屈服极限

屈服极限是塑性材料的破坏标准，低碳钢也是塑性材料的一种，它的破坏无论是拉伸还版是压缩权，都是到达屈服极限以后才会发生，所以压缩试验中只计算屈服极限。

低碳钢为塑性材料.开始时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。相反地，图形逐渐向上弯曲。这是因为在过了比例极限后，随着塑性变形的迅速增长，而试件的横截面积逐渐增大，因而承受的载荷也随之增大。

(4)为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶扩展阅读：

材料屈服极限是使试样产生给定的永久变形时所需要的应力，金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形，产生屈服时的应力称为屈服极限。

E. 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。

(5)为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶扩展阅读：

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。

F. 比较低碳钢和铸铁在受扭转和拉伸时其变形情况有何异同之处

低碳钢和铸铁在拉伸时皆受拉力，而由于低碳钢韧性好，所以出现屈服版现象，使其变权形，在扭转时，低碳钢受横截面切应力，抗剪能力差，铸铁受扭转时大约45度截面破坏，由拉力造成，抗拉强度差。

扭转重在对试样进行扭转测试，而拉伸是对试样进行拉伸测试，扭转和拉伸是弯曲不同方向测试，测试的数据也是不一样的。

低碳钢又称软钢，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。含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2%～4%。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。

(6)为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶扩展阅读：

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。

G. 低碳钢拉伸曲线与扭转曲线的相似处和不同点

一、不抄同点：

低碳袭钢的韧性比铸铁强，铸铁比低碳钢脆性高。低碳钢的屈服强度高于铸铁。（铸铁很脆，几乎不存在屈服强度），但是铸铁的拉伸强度大于低碳钢，因为铸铁含碳量高于低碳钢。 冲击强度低碳钢明显要优于铸铁。

二、相同点：

仍属于弹性变形，但应力与试样的变形不是正比关系。应力达到屈服极限，试样的位移增大，但是应力几乎没有变化。试样发生明显而均匀的塑性变形，若使试样的变形增大，则必须增加应力值。

(7)为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶扩展阅读

一、低碳钢拉伸程经历弹性、屈服、强化紧缩四阶段，各阶段特点：

1、弹性阶段：应力与应变比钢材产弹性变形；应指标弹性模量E；

2、屈服阶段：应力与应变再比产塑性变形；即使应力减应变迅速增加；应指标屈服强度σs；

3、强化阶段：钢材外力抵抗能力重新增；应指标抗拉强度σb；

4、紧缩阶段：钢材某截面始产收缩并终细处断裂；应指标伸率δ断面收缩率Ψ屈服极限σs及强度极限σb测定。

二、特点：

1、线性弹性变形阶段：.当应力低于弹性极限 时，应力与试样的变形成正比，应力去除，变形消失。

2、非线弹性变形阶段：仍属于弹性变形，但应力与试样的变形不是正比关系。

H. 试比较低碳钢和铸铁在扭转时的力学性能，并根据断口特点分析其破坏原因

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。

I. 为什么低碳钢的扭转图上屈服台阶不如拉伸图上明显

加载过程过快，屈服过程就不大明显。

J. 低碳钢扭转屈服阶段如何变化

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。回
σe和σs之间,非线弹性变形答阶段,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