低碳钢和铸铁在压缩

❶ 试比较低碳钢在拉伸及压缩时的力学性能，试比较铸铁在拉伸及压缩时的力学性能

拉伸开始时，低碳钢试棒受力大，先发生变形，随着变形的增大，受力逐渐减小，当试棒断开的瞬间，受力为“0”，其受力曲线是呈正弦波＞0的形状。低碳钢由于含碳量低，它的延展性、韧性和可塑性都是高于铸铁的。

压缩开始时，低碳钢受力逐渐加大，试块随外力变形，当试块变形达到极限时，其受力也达到最大值，其受力曲线是一条向斜上方的直线。

拉伸开始时，铸铁由于轫性差，受力是逐步加大的，当达到并超过它的拉伸极限时，试棒断开，受力瞬间为“0”，其受力曲线是随受力时间延长，一条直线向斜上方发展，试棒断开，直线垂直向下归“0”。

压缩开始时，铸铁与低碳钢受力情况基本相同，只是当铸铁试块受力达到本身的破坏极限时，受力逐渐减小，直到试块在外力下被破坏（裂开），受力为“0”其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同。

(1)低碳钢和铸铁在压缩扩展阅读

在拉伸与压缩实验中，低碳刚及铸铁的断口特征有很大不同：

低碳钢断口有明显的光亮倾斜面，为塑性破坏所致。倾斜面倾角与试样轴线近似成杯状断口，断裂是由于切应力造成的，中心部分为粗糙平面，塑性越大杯状断口越大，中心粗糙平面的面积越小。

铸铁没有倾斜侧面，断口平齐，并垂直于拉应力，属脆性断口，比较典型。铸铁属典型的脆性材料，其抗拉性能较差，破坏符合最大拉应力理论。

铸铁受扭时剪应力最大处为横截面边缘处，取单元体进行应力分析可得到主应力方向与断裂面方向垂直且与圆轴表面相切，因为圆轴表面为曲面，各点主应力的主平面沿方向连起来会形成一个螺旋线，从外向内应力状态相似，因此形成螺旋面。

参考资料来源：网络-拉伸和压缩

❷ 低碳钢和铸铁在压缩时的力学性能有什么区别

图7-156

试件：短柱l=(1.0～3.0)d
屈服阶段前图中两线重合(拉伸、压缩)，进入强化后愈压愈扁，压缩曲线上升，从而无法测定其压缩强度极限。一般对低碳钢不进行压缩实验
低炭钢压缩时的力学性能
(1)弹性阶段与拉伸时相同，杨氏模量、比例极限相同
(2)屈服阶段，拉伸和压缩时的屈服极限相同，即
(3)屈服阶段后，试样越压越扁无颈缩现象，测不出强度极限
四、铸铁拉伸压缩时的力学性能

图7-157
灰口铸铁压缩时的应力-应变曲线
强度极限是唯一指标，断口形状为沿斜截面错动而破坏，断口与截面成角
抗压强度极限为拉伸时的4～5倍，沿斜截面错动而破坏，断口与斜截面约略成角，只适合作受压构件
五、安全因数和许用应力
许用应力并非破坏时的应力
－极限应力(破坏时)实验测定
n－安全因数
对于塑性材料，取屈服极限应力作为极限应力，对于脆性材料，取强度极限应力作为极限应力
引入安全系数的原因
1.作用在构件上的外力常常估计不准确
2.构件的外形及所受外力较复杂，计算时需进行简化，因此工作应力均有一定程度的近似性
3.材料均匀连续、各向同性假设与实际构件的出入，且小试样还不能真实地反映所用材料的性质等
4.根据构件的重要性有必要给以一定的安全储备
低碳钢是塑性材料，而铸铁是脆性材料。相同规格的两种材料受压时，它们内部应力处处相同，但是低碳钢抗压能力非常强，且抗拉抗压能力相当，所以最后会被压扁（虽然失效但是不会断裂）。而铸铁的抗压能力远远大于抗拉能力，最后会被内部的正应力（参考应力状态分析相关内容）给拉断，断口呈斜45度角。

❸ 铸铁和低碳钢的压缩变形破坏有什么不同

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，其韧性比较好，低炭钢拉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。

❹ 低碳钢和铸铁在压缩时的破坏原因

铸铁受压时不存在拉应力的影响，随着载荷的增长，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。

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。

(4)低碳钢和铸铁在压缩扩展阅读：

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。

❺ 比较低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性质的异同点

低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性质的异同点：
受拉时的变形曲线不同：
1、低碳钢抗压缩的能力比铸铁要低，当对低碳钢试块进行压缩实验时，受力逐渐加大，试块随外力变形，当试块变形达到极限时，其受力也达到最大值，其受力曲线是一条向斜上方的直线。
2、铸铁开始时与低碳钢受力情况基本相同，只是当铸铁试块受力达到本身的破坏极限时，受力逐渐减小，直到试块在外力下被破坏（裂开），受力为“0”其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同。
低碳钢和铸铁化学成份不同：
1、低碳钢是指含碳量≤0.2%的铁碳金属物，。
2、铸铁的含碳量都是＞1%的黑色金属。
3、在实验比较它们在拉伸或压缩时的力学性质异同点，就要以其自身的机械性能来考虑。
(5)低碳钢和铸铁在压缩扩展阅读：
1、低碳钢由于含碳量低，它的延展性、韧性和可塑性都是高于铸铁的，拉伸开始时，低碳钢试棒受力大，先发生变形，随着变形的增大，受力逐渐减小，当试棒断开的瞬间，受力为“0”，其受力曲线是呈正弦波＞0的形状。
2、铸铁由于韧性差，拉伸开始时，受力是逐步加大的，当达到并超过它的拉伸极限时，试棒断开，受力瞬间为“0”，其受力曲线是随受力时间延长，一条直线向斜上方发展，试棒断开，直线垂直向下归“0”。
参考资料：网络-低碳钢拉伸实验
参考资料：网络-压缩实验

❻ 低碳钢和铸铁在拉伸及压缩时力学性质有何差异

低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。