低碳钢冲击实验是什么形式的断裂

㈠ 什么是金属材料的脆性断裂，它的核心本质是什么

什么是金属材料的脆性断裂，它的核心本质是什么
金属在外加载荷的作用下，当应力达到材料的断裂强度时，发生断裂。断裂是裂纹发生和发展的过程。
1. 断裂的类型
根据断裂前金属材料产生塑性变形量的大小，可分为韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂：断裂前产生较大的塑性变形，断口呈暗灰色的纤维状。脆性断裂：断裂前没有明显的塑性变形，断口平齐，呈光亮的结晶状。韧性断裂与脆性断裂过程的显著区别是裂纹扩散的情况不同。
韧性断裂和脆性断裂只是相对的概念，在实际载荷下，不同的材料都有可能发生脆性断裂；同一种材料又由于温度、应力、环境等条件的不同，会出现不同的断裂。
2. 断裂的方式
根据断裂面的取向可分为正断和切断。正断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向垂直，一般为脆断，也可能韧断。切断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向呈45°，为韧断。
3. 断裂的形式
裂纹扩散的途径可分为穿晶断裂和晶间断裂。穿晶断裂：裂纹穿过晶粒内部，韧断也可为脆断。晶间断裂：裂纹穿越晶粒本身，脆断。
4. 断口分析
断口分析是金属材料断裂失效分析的重要方法。记录了断裂产生原因，扩散的途径，扩散过程及影响裂纹扩散的各内外因素。所以通过断口分析可以找出断裂的原因及其影响因素，为改进构件设计、提高材料性能、改善制作工艺提供依据。断口分析可分为宏观断口分析和微观断口分析。
（1）宏观断口分析
断口三要素：纤维区，放射区，剪切唇。纤维区：呈暗灰色，无金属光泽，表面粗糙，呈纤维状，位于断口中心，是裂纹源。放射区：宏观特征是表面呈结晶状，有金属光泽，并具有放射状纹路，纹路的放射方向与裂纹扩散方向平行，而且这些纹路逆指向裂源。剪切唇：宏观特征是表面光滑，断面与外力呈45°，位于试样断口的边缘部位。
（2）微观断口分析（需要深入研究）
5. 脆性破坏事故分析
脆性断裂有以下特征：
（1）脆断都是属于低应力破坏，其破坏应力往往远低于材料的屈服极限。（2）一般都发生在较低的温度，通常发生脆断时的材料的温度均在室温以下20℃。（3）脆断发生前，无预兆，开裂速度快，为音速的1/3。（4）发生脆断的裂纹源是构件中的应力集中处。
防止脆断的措施：
（1）选用低温冲击韧性好的钢材。（2）尽量避免构件中应力集中。（3）注意使用温度。
6. 韧-脆性转变温度
为了确定材料的脆性转变温度，进行了大量的试验研究工作。如果把一组有缺口的金属材料试样，在整个温度区间中的各个温度下进行冲击试验。
低碳钢典型的韧-脆性转变温度。随着温度的降低，材料的冲击值下降，同时在断裂面上的结晶状断面部分增加，亦即材料的韧性降低，脆性增加。
有几种方法：（1）冲击值降低至正常冲击值的50～60%。（2）冲击值降至某一特定的、所允许的最低冲击值时的温度。
（3）以产生最大与最小冲击值平均时的相应温度。（4）断口中结晶状断面占面积50%时的温度。
对于厚度在40mm以下的船用软钢板，夏比V型缺口冲击能量为25.51J/cm2时的温度作为该材料的脆性转变温度。
7. 无塑性温度
韧-脆性转变温度是针对低碳钢和低碳锰钢，其它钢材，无法进行大量试验。依靠其它试验方法，定出该材料的“无塑性温度”NDT
（1）爆炸鼓胀试验 正方的试样板上堆上一小段脆性焊道，在焊道上锯一缺口。在试样上方爆炸，根据试样破坏情况判断是否塑性破坏。平裂，凹裂，鼓胀撕
（2）落锤试验
8. 金属材料产生脆性断裂的条件
（1）温度 任何一种断裂都具有两个强度指标，屈服强度和表征裂纹失稳扩散的临界断裂强度。温度高，原子运动热能大，位错源释放出位错，移动吸收能量；温度低反之。
（2）缺陷 材料韧性 裂纹尖端应力大，韧性好发生屈服，产生塑性变形，限制裂纹进一步扩散。裂纹长度 裂纹越长，越容易发生脆性断裂。缺陷尖锐程度 越尖锐，越容易发生脆性断裂。
（3）厚度 钢板越厚，冲击韧性越低，韧-脆性转变温度越高。原因：（1）越厚，在厚度方向的收缩变形所受到的约束作用越大，使约束应力增加，在钢板厚度范围内形成平面应变状态。（2）冶金效应，厚板中晶粒较粗大，内部产生的偏析较多。
（4）加载速度 低强度钢，速度越快，韧-脆性转变温度降低。

㈡ 低碳钢拉伸试验中断口的形状及特征是什么

低碳钢属于塑性材料，断裂时属于韧性断裂，端口形貌在sem下观看，有韧窝存在。
而脆断的脆性材料则没有韧窝存在。

㈢ 请问..低碳钢和铸铁的断口特征是什么啊

低碳钢常温拉伸断裂一般为典型的杯状椎体骨折。在拉伸和压缩实验中，低碳钢和铸铁的断裂特性如下：

1、低碳钢断口具有明显的塑性破坏引起的明亮的倾斜表面。斜面的倾斜角近似等于试样的轴线（称为杯状断裂）。

中间部分是一个粗糙的平面。塑性越大，杯状断裂越大，中心粗糙面面积越小。而铸铁是典型的脆性断口，没有任何倾斜边，断口呈扁平状，垂直于拉应力。

2、铸铁试样在室温下的拉伸断口基本不变（或圆形截面略有减小），破坏断口与截面重合。断口粗糙，呈凹凸颗粒状。

当然，原因是前者是一种塑料材料，而后者是一种脆性材料。塑性材料拉伸经历了弹性阶段、屈服阶段、加强和缩颈阶段（简单地说，在破坏阶段之前形状变化明显）。而脆性材料在受拉状态下不存在这种过程，在破坏前不存在明显的塑性变形和突然断裂。

(3)低碳钢冲击实验是什么形式的断裂扩展阅读：

在张力和压缩实验中,低碳和铸铁的断裂特征,低碳钢骨折有明显的塑性损伤产生的光斜面,斜面轴倾角和样本近似(称为一杯骨折),这部分材料的断裂是由于剪切应力,中央粗糙表面的一部分,更大的塑料杯相应的粗糙表面裂缝中心区域更小。

而铸铁是典型的脆性断口，没有任何倾斜边，断口呈扁平状，垂直于拉应力。根据材料力学知识，铸铁是一种典型的脆性材料，拉伸性能差，其失效符合最大拉应力理论。

铸铁时扭转剪应力最大截面边缘,分析了应力可用的单元垂直主应力方向和裂缝方向和切圆轴的表面,由于圆轴表面是弯曲的,主平面沿主应力的方向各点在一起形成一个螺旋线,即将离任的内部应力状态是相似的,因此形成的螺旋面,而不是飞机。

㈣ 在拉伸试验中低碳钢和铸铁在拉断时是什么断口形状

1.低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口。
2.铸铁试样常温拉伸断口基本没有变化（或者说稍微缩小的圆截面），破坏断口与横截面重合，断口粗糙，呈凹凸颗粒状。
原因当然是因为前者是塑性材料后者是脆性材料咯，塑性材料受拉要经过弹性阶段，屈服阶段，以及强化和颈缩阶段（简单的说就是破坏前形状变化比较明显）；而脆性材料受拉时则没有上述过程，破坏前没有明显的塑性变形，突然断裂。我回答得比较笼统，实际情况跟材料的质量，试件的形状，拉伸的速度，外界的温度等等都有关系，但我的回答足够你写作业了。
最后，建议学弟（或学妹）好好看看教材，不知道你们学校情况是怎么样的，这种问题应该很基础，我们学校反正是材料（材料力学，土木工程材料等等各种只要是含材料的）课上讲得很详细，而且你做试验的那本教材上实验原理部分也写得非常非常详细，稍微用心学学的想不知道都难。
祝你成功！

㈤ 在拉伸试验中低碳钢和铸铁在拉断时是什么断口形状

低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口

在拉伸与压缩实验中，低碳刚及铸铁的断口特征：

1、低碳钢断口有明显的塑性破坏产生的光亮倾斜面，倾斜面倾角与试样轴线近似成(称杯状断口)，这部分材料的断裂是由于切应力造成的，中心部分为粗糙平面，塑性越大对应杯状断口越大，中心粗糙平面的面积越小。而铸铁没有任何的倾斜侧面，断口平齐，并垂直于拉应力，属典型的脆性断口。

2、铸铁试样常温拉伸断口基本没有变化（或者说稍微缩小的圆截面），破坏断口与横截面重合，断口粗糙，呈凹凸颗粒状。

原因当然是因为前者是塑性材料后者是脆性材料咯，塑性材料受拉要经过弹性阶段，屈服阶段，以及强化和颈缩阶段（简单的说就是破坏前形状变化比较明显）；而脆性材料受拉时则没有上述过程，破坏前没有明显的塑性变形，突然断裂

㈥ 急，低碳钢与铸铁在扭转破坏时断口不同，为什么

低碳钢拉伸和铸铁在扭转破坏时断裂方式不一样，拉伸的断裂方式是拉断，试件受正应力，表现为断裂截面收缩、断裂后试件总长大于原试件长度。

铸铁在扭转破坏使的断裂方式是剪断，试件受切应力，表现为试样表面的横向与纵向出现滑移线，最后沿横截面被剪断，断裂截面面积不变。

铸铁压缩破坏时,断口方位角约为55°-60°，在该截面上存在较大的切应力，所以,其破坏方式是剪断。扭转时，所受的外力也是剪力，所以，破坏方式与压缩时相同，为剪断。

低碳钢是韧性材料，铸铁是脆性材料

铸铁：

扭转试验——断口与轴线成45度，属于拉伸破坏

拉伸试验——断口是平面，属于拉伸破坏

压缩试验——45度碎裂，只能剪切破坏

脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。弹性变形很小，基本无塑性变形，屈服强度与抗拉强度基本相同。

低碳钢：

扭转试验——变形很大，旋转很多圈，断口是平面，属于剪切破坏

拉伸试验——变形很大，断口缩颈后，端口有45度茬口，属于剪切破坏

压缩试验——呈腰鼓形塑性变形

韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和塑性变形都很大。

(6)低碳钢冲击实验是什么形式的断裂扩展阅读

低碳钢与铸铁的比较

1、低碳钢

低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。

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，低碳钢在拉断时会表现出断裂截面收缩，断裂后试件的总长也会大于原试件的长度。

2、铸铁

含碳量在2%以上的铁碳合金为铸铁。工业用铸铁一般含碳量为2.5%～3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。

除碳外，铸铁中还含有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁可分为：灰口铸铁。含碳量较高（2.7%～4.0%），白口铸铁，可锻铸铁，蠕墨铸铁等。

由于铸铁具有较强的耐磨性和柔韧性，在做扭转试验时或压缩试验时，属于拉伸破坏或剪切破坏。

㈦ 低碳钢和铸铁在扭转破坏时有什么不同现象

低碳钢拉伸和扭转时断裂方式不一样，拉伸的断裂方式是拉断,试件受正应力，表现为断裂截面收缩、断裂后试件总长大于原试件长度.扭转的断裂方式是剪断,试件受切应力，表现为试样表面的横向与纵向出现滑移线,最后沿横截面被剪断,断裂截面面积不变。

铸铁压缩破坏时,断口方位角约为55°-60°,在该截面上存在较大的切应力,所以其破坏方式是剪断，扭转时,所受的外力也是剪力,所以破坏方式与压缩时相同,为剪断。

低碳钢的特点

低碳钢含碳量低，锰、硅含量少，在通常情况下不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织。这种钢的塑性和冲击韧性优良，其焊接接头的塑性、韧性也极其良好。焊接时一般不需预热和后热，不需采取特殊的工艺措施，即可获得质量满意的焊接接头，故低碳钢钢具有优良的焊接性能，是所有钢材中焊接性能最好的钢种。

埋弧焊时若焊接线能量过大，会使热影响区粗晶区的晶粒过于粗大，甚至会产生魏氏组织，从而使该区的冲击韧性和弯曲性能降低，导致冲击韧性和弯曲性能不合格。故在使用埋弧焊焊接，尤其是焊接厚板时，应严格按经焊接工艺评定合格的焊接线能量施焊。