低碳鋼和鑄鐵在壓縮

❶ 試比較低碳鋼在拉伸及壓縮時的力學性能，試比較鑄鐵在拉伸及壓縮時的力學性能

拉伸開始時，低碳鋼試棒受力大，先發生變形，隨著變形的增大，受力逐漸減小，當試棒斷開的瞬間，受力為「0」，其受力曲線是呈正弦波＞0的形狀。低碳鋼由於含碳量低，它的延展性、韌性和可塑性都是高於鑄鐵的。

壓縮開始時，低碳鋼受力逐漸加大，試塊隨外力變形，當試塊變形達到極限時，其受力也達到最大值，其受力曲線是一條向斜上方的直線。

拉伸開始時，鑄鐵由於軔性差，受力是逐步加大的，當達到並超過它的拉伸極限時，試棒斷開，受力瞬間為「0」，其受力曲線是隨受力時間延長，一條直線向斜上方發展，試棒斷開，直線垂直向下歸「0」。

壓縮開始時，鑄鐵與低碳鋼受力情況基本相同，只是當鑄鐵試塊受力達到本身的破壞極限時，受力逐漸減小，直到試塊在外力下被破壞（裂開），受力為「0」其受力曲線與低碳鋼拉伸時的受力曲線相同。

(1)低碳鋼和鑄鐵在壓縮擴展閱讀

在拉伸與壓縮實驗中，低碳剛及鑄鐵的斷口特徵有很大不同：

低碳鋼斷口有明顯的光亮傾斜面，為塑性破壞所致。傾斜面傾角與試樣軸線近似成杯狀斷口，斷裂是由於切應力造成的，中心部分為粗糙平面，塑性越大杯狀斷口越大，中心粗糙平面的面積越小。

鑄鐵沒有傾斜側面，斷口平齊，並垂直於拉應力，屬脆性斷口，比較典型。鑄鐵屬典型的脆性材料，其抗拉性能較差，破壞符合最大拉應力理論。

鑄鐵受扭時剪應力最大處為橫截面邊緣處，取單元體進行應力分析可得到主應力方向與斷裂面方向垂直且與圓軸表面相切，因為圓軸表面為曲面，各點主應力的主平面沿方向連起來會形成一個螺旋線，從外向內應力狀態相似，因此形成螺旋面。

參考資料來源：網路-拉伸和壓縮

❷ 低碳鋼和鑄鐵在壓縮時的力學性能有什麼區別

圖7-156

試件：短柱l=(1.0～3.0)d
屈服階段前圖中兩線重合(拉伸、壓縮)，進入強化後愈壓愈扁，壓縮曲線上升，從而無法測定其壓縮強度極限。一般對低碳鋼不進行壓縮實驗
低炭鋼壓縮時的力學性能
(1)彈性階段與拉伸時相同，楊氏模量、比例極限相同
(2)屈服階段，拉伸和壓縮時的屈服極限相同，即
(3)屈服階段後，試樣越壓越扁無頸縮現象，測不出強度極限
四、鑄鐵拉伸壓縮時的力學性能

圖7-157
灰口鑄鐵壓縮時的應力-應變曲線
強度極限是唯一指標，斷口形狀為沿斜截面錯動而破壞，斷口與截面成角
抗壓強度極限為拉伸時的4～5倍，沿斜截面錯動而破壞，斷口與斜截面約略成角，只適合作受壓構件
五、安全因數和許用應力
許用應力並非破壞時的應力
－極限應力(破壞時)實驗測定
n－安全因數
對於塑性材料，取屈服極限應力作為極限應力，對於脆性材料，取強度極限應力作為極限應力
引入安全系數的原因
1.作用在構件上的外力常常估計不準確
2.構件的外形及所受外力較復雜，計算時需進行簡化，因此工作應力均有一定程度的近似性
3.材料均勻連續、各向同性假設與實際構件的出入，且小試樣還不能真實地反映所用材料的性質等
4.根據構件的重要性有必要給以一定的安全儲備
低碳鋼是塑性材料，而鑄鐵是脆性材料。相同規格的兩種材料受壓時，它們內部應力處處相同，但是低碳鋼抗壓能力非常強，且抗拉抗壓能力相當，所以最後會被壓扁（雖然失效但是不會斷裂）。而鑄鐵的抗壓能力遠遠大於抗拉能力，最後會被內部的正應力（參考應力狀態分析相關內容）給拉斷，斷口呈斜45度角。

❸ 鑄鐵和低碳鋼的壓縮變形破壞有什麼不同

低碳鋼受到扭轉時低碳鋼則可能發生變形。原因是低碳鋼內含有少量的碳，其韌性比較好，低炭鋼拉伸實驗達到屈服強度之後有個頸縮階段，斷面會比原料料細，扭的時候會扭出螺旋截面來，而鑄鐵內含有大量的碳，
鑄鐵試件受扭轉時沿大約45度斜截面破壞，斷口粗糙，此破壞是由斜截面上的拉應力造成的，說明鑄鐵的抗拉強度較差。

❹ 低碳鋼和鑄鐵在壓縮時的破壞原因

鑄鐵受壓時不存在拉應力的影響，隨著載荷的增長，產生明顯的塑性變形，使壓縮曲線與拉伸曲線相比明顯變彎。

低碳鋼有較大的時效傾向，既有淬火時效傾向，還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時，鐵素體中碳、氮處於過飽和狀態，它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物，因而鋼的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低。

(4)低碳鋼和鑄鐵在壓縮擴展閱讀：

低碳鋼由於強度較低，使用受到限制。適當增加碳鋼中錳含量，並加入微量釩、鈦、鈮等合金元素，可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量並加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素，則可得到超低碳貝氏體組夠其強度很高，並保持較好的塑性和韌性。

灰鑄鐵的熱處理僅能改變其基體組織，改變不了石墨形態，因此，熱處理不能明顯改變灰鑄鐵的力學性能，並且灰鑄鐵的低塑性又使快速冷卻的熱處理方法難以實施，所以灰鑄鐵的熱處理受大一定的局限性。其熱處理主要用於消除應力和改善切削加工性能等。

❺ 比較低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時的力學性質的異同點

低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時的力學性質的異同點：
受拉時的變形曲線不同：
1、低碳鋼抗壓縮的能力比鑄鐵要低，當對低碳鋼試塊進行壓縮實驗時，受力逐漸加大，試塊隨外力變形，當試塊變形達到極限時，其受力也達到最大值，其受力曲線是一條向斜上方的直線。
2、鑄鐵開始時與低碳鋼受力情況基本相同，只是當鑄鐵試塊受力達到本身的破壞極限時，受力逐漸減小，直到試塊在外力下被破壞（裂開），受力為「0」其受力曲線與低碳鋼拉伸時的受力曲線相同。
低碳鋼和鑄鐵化學成份不同：
1、低碳鋼是指含碳量≤0.2%的鐵碳金屬物，。
2、鑄鐵的含碳量都是＞1%的黑色金屬。
3、在實驗比較它們在拉伸或壓縮時的力學性質異同點，就要以其自身的機械性能來考慮。
(5)低碳鋼和鑄鐵在壓縮擴展閱讀：
1、低碳鋼由於含碳量低，它的延展性、韌性和可塑性都是高於鑄鐵的，拉伸開始時，低碳鋼試棒受力大，先發生變形，隨著變形的增大，受力逐漸減小，當試棒斷開的瞬間，受力為「0」，其受力曲線是呈正弦波＞0的形狀。
2、鑄鐵由於韌性差，拉伸開始時，受力是逐步加大的，當達到並超過它的拉伸極限時，試棒斷開，受力瞬間為「0」，其受力曲線是隨受力時間延長，一條直線向斜上方發展，試棒斷開，直線垂直向下歸「0」。
參考資料：網路-低碳鋼拉伸實驗
參考資料：網路-壓縮實驗

❻ 低碳鋼和鑄鐵在拉伸及壓縮時力學性質有何差異

低碳鋼為塑性材料，抗壓屈服極限與抗拉屈服極限相近，此時試件不會發生斷裂，隨荷載增加發生塑性形變；鑄鐵為脆性材料，抗壓強度遠大於抗拉強度，無屈服現象。壓縮試驗時，鑄鐵因達到剪切極限而被剪切破壞。