低碳鋼屈服點後會發生什麼

『壹』 什麼是低碳鋼的屈服現象

低碳鋼的拉伸曲線會有一個非常明顯的屈服平台，及進入屈服階段，會有屈服降落的現象。這是一種塑性失穩的表現。背後的原因是材料的塑性形變和形變硬化的競爭。當塑性變形的能量大於形變硬化的能量，曲線就下落，反之就出現了曲線上揚。這個下降的最低點和上揚的最高點，就是所謂的上屈服和下屈服。

一般，我們所謂的屈服強度是一個條件屈服，即實現規定材料允許的殘余變形量。我們常用的是σ 0.2。

『貳』 試解釋低碳鋼受拉過程中出現屈服階段和強化階段的原因。

【答案】：屈服階段：當荷載增大，試件應力超過σ_p時，應變增加的速度大於應力增長速度，應力與應變不再成比例，開始產生塑性變形。鋼材受力達屈服點後，變形即迅速發展，盡管尚未破壞但已不能滿足使用要求。故設計中一般以屈服點作為強度取值依據。
強化階段：當荷載超過屈服點以後，由於試件內部組織發生變化，如晶格畸變、錯位等抵抗塑性變形的能力又重新提高，故稱為強化階段。

『叄』 低碳鋼和鑄鐵這兩種材料在拉伸時的力學性能有何區別

在拉伸測試中，鑄鐵和低碳鋼表現出顯著的力學性能差異。鑄鐵在受力時傾向於突然斷裂，表現出脆性特徵，斷裂前幾乎沒有明顯的塑性變形階段。這種脆性斷裂往往在材料內部存在微小缺陷或應力集中點時發生。

相比之下，低碳鋼在拉伸過程中則展現出明顯的塑性變形特性。低碳鋼在達到屈服點後，能夠承受較大的塑性變形而不立即斷裂。隨著應力增加，材料逐漸產生塑性變形直至最終斷裂，這一過程通常伴隨著明顯的塑性變形階段，使得低碳鋼在工程應用中具有較高的安全性。

這種差異主要歸因於材料內部微觀結構的不同。鑄鐵由於含有較高的碳含量，且存在石墨相，使得其內部結構更加脆弱，容易在應力集中點產生裂紋並迅速擴展，導致脆性斷裂。而低碳鋼中的碳含量較低，且組織結構更為緊密，使得材料在受力時能夠更均勻地分散應力，從而產生顯著的塑性變形。

了解這些差異對於材料的選擇和工程設計至關重要。在需要高韌性和安全性的應用場景中，低碳鋼更為合適，而鑄鐵則更適合於需要高強度但對韌性要求不高的場合。

此外，通過熱處理、合金化等工藝手段，可以進一步調整這兩種材料的力學性能，以滿足特定應用需求。例如，通過正火或調質處理，可以提高低碳鋼的強度和韌性；而合金化則可以改善鑄鐵的耐磨性和抗腐蝕性能。

綜上所述，鑄鐵和低碳鋼在拉伸時的力學性能存在顯著差異，這些差異主要源自於材料內部微觀結構的差異。通過合理選擇和優化處理工藝，可以充分發揮這兩種材料的優勢，滿足不同工程應用的需求。