低碳钢和铸铁试样扭转破环有什么不同

1. 低碳钢和铸铁在扭转破坏时有什么不同现象

低碳钢试件受扭转时沿横截面破坏，此破坏是由横截面上的切应力造成的，说明低碳钢的抗剪强度较差；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。

低碳钢的拉伸过程可以分为弹性变形、屈服、强化和缩颈断裂四个阶段；而铸铁在断裂之前只发生弹性变形，低碳钢的拉伸断口可分为纤维区、放射区和剪切唇三部分组成，而铸铁的拉伸断口为正断。

低碳钢焊接注意事项

当焊件较厚、刚性较大，同时又要求接头的质量较高时，如材料为20g的锅炉锅筒，焊后往往要求进行回火处理，以减少焊接残余应力，改善接头组织和性能。回火温度一般取600～650摄氏度。

在低温下焊接时，特别是焊接厚度大，刚度大的结构，由于环境温度较低，接头焊后冷却速度较快，所以裂纹倾向就增大，故较厚的焊件焊前应预热。例如梁、柱、桁架结构在下列情况下焊接:板厚30mm以内，施焊环境温度低于-30摄氏度；板厚31～50mm，环境温度低于-10摄氏度。

2. 低碳钢和铸铁扭转破坏的本质差别

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。

3. 低碳钢和铸铁扭转时变形和破坏情况有何不同试分析其破坏原因。

1、断口的形状不同：

铸铁破坏时断口呈45º螺旋曲面，而低碳钢破坏时断口是与轴版线垂直的近似平权面。

2、断裂的过程不同：

低碳钢扭转时发生屈服，加工硬化，最后断裂。塑性变形量较大。铸铁扭转时几乎不发生塑性变形，直接断裂。

原因：铸铁是被45º方向上主应力所拉断，是由斜截面上的拉应力造成的，说明铸铁的抗拉强度较差；低碳钢是由横截面上的切应力造成的，说明低碳钢的抗剪强度较差。

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低碳钢和铸铁在拉伸试验中的性能和特点

低碳钢属于塑性材料，拉伸过程中有明显的屈服阶段，有明显的颈缩间断(又称断裂阶段)。(白口)铸铁属于脆性材料，拉伸过程中没有明显的屈服阶段，没有明显的颈缩间断。

低碳钢是典型的塑性材料，拉伸时会发生屈服，会产生很大的塑性变形，断裂前有明显的颈缩现象，拉断后断口呈凸凹状，而铸铁拉伸时没有屈服现象，变形也不明显，拉断后断口基本沿横截面，较粗糙。

4. 低碳钢和铸铁在扭转破坏时有什么不同的现象

1，骨折的形状不同：

当铸铁断裂时，断裂面呈45o螺旋形；当低碳钢断裂时，断裂面为垂直内于垂容直方向的近似平面。

2，破解的过程是不同的：

当低碳钢扭曲时，会发生屈服，加工硬化并最终断裂。塑性变形量被破坏。铸铁扭曲时，几乎不会发生塑性变形并直接破裂。

原因：铸铁在45o方向上的主应力破坏了，这是由斜截面上的拉应力引起的，这表明铸铁的抗拉强度很差。低碳钢是由较高的剪切应力引起的，说明低碳钢的剪切强度较差。

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脆性和塑性材料的强度和可塑性可以通过反向测试确定，该测试通常用于需要频繁烧结的材料（例如轴，弹簧等）上。

扭转试验在扭转试验机上进行，材料特性和应力条件可以反映在扭转尖端的断裂形状中。

例如，剪切应力的结果显示为裂缝的截面和垂直线，并且材料是塑性的。如果法向应力作用，则断裂部分的壁厚约为45°，材料易碎。

5. 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。

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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。

6. 低碳钢和铸铁材料扭转破坏断口有何不同

低碳钢是韧性断裂,断口凹凸不平,呈撕裂状;铸铁是脆性断裂,断口平齐,如剪切状。

材料力学扭转版实验时,低碳钢和灰权铸铁的断口有什么不同： 铸铁是沿着45°方向,而低碳钢是沿着横截面断裂的。
扭转时,由于低碳钢抗拉能力大于抗剪能力,所以剪应力先于拉应力达到最大值；故破坏原因是最大剪应力.