低碳钢屈服点后会发生什么

『壹』 什么是低碳钢的屈服现象

低碳钢的拉伸曲线会有一个非常明显的屈服平台，及进入屈服阶段，会有屈服降落的现象。这是一种塑性失稳的表现。背后的原因是材料的塑性形变和形变硬化的竞争。当塑性变形的能量大于形变硬化的能量，曲线就下落，反之就出现了曲线上扬。这个下降的最低点和上扬的最高点，就是所谓的上屈服和下屈服。

一般，我们所谓的屈服强度是一个条件屈服，即实现规定材料允许的残余变形量。我们常用的是σ 0.2。

『贰』 试解释低碳钢受拉过程中出现屈服阶段和强化阶段的原因。

【答案】：屈服阶段：当荷载增大，试件应力超过σ_p时，应变增加的速度大于应力增长速度，应力与应变不再成比例，开始产生塑性变形。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。
强化阶段：当荷载超过屈服点以后，由于试件内部组织发生变化，如晶格畸变、错位等抵抗塑性变形的能力又重新提高，故称为强化阶段。

『叁』 低碳钢和铸铁这两种材料在拉伸时的力学性能有何区别

在拉伸测试中，铸铁和低碳钢表现出显著的力学性能差异。铸铁在受力时倾向于突然断裂，表现出脆性特征，断裂前几乎没有明显的塑性变形阶段。这种脆性断裂往往在材料内部存在微小缺陷或应力集中点时发生。

相比之下，低碳钢在拉伸过程中则展现出明显的塑性变形特性。低碳钢在达到屈服点后，能够承受较大的塑性变形而不立即断裂。随着应力增加，材料逐渐产生塑性变形直至最终断裂，这一过程通常伴随着明显的塑性变形阶段，使得低碳钢在工程应用中具有较高的安全性。

这种差异主要归因于材料内部微观结构的不同。铸铁由于含有较高的碳含量，且存在石墨相，使得其内部结构更加脆弱，容易在应力集中点产生裂纹并迅速扩展，导致脆性断裂。而低碳钢中的碳含量较低，且组织结构更为紧密，使得材料在受力时能够更均匀地分散应力，从而产生显著的塑性变形。

了解这些差异对于材料的选择和工程设计至关重要。在需要高韧性和安全性的应用场景中，低碳钢更为合适，而铸铁则更适合于需要高强度但对韧性要求不高的场合。

此外，通过热处理、合金化等工艺手段，可以进一步调整这两种材料的力学性能，以满足特定应用需求。例如，通过正火或调质处理，可以提高低碳钢的强度和韧性；而合金化则可以改善铸铁的耐磨性和抗腐蚀性能。

综上所述，铸铁和低碳钢在拉伸时的力学性能存在显著差异，这些差异主要源自于材料内部微观结构的差异。通过合理选择和优化处理工艺，可以充分发挥这两种材料的优势，满足不同工程应用的需求。