低碳钢与铸铁拉伸时的破坏情况有什么不同

A. 比较低碳钢和铸铁在拉伸时的机械性质和破坏特征,并画出破坏草图

低碳钢是塑性材来料，铸铁自是脆性材料，所以在拉伸时低碳钢有四个阶段，弹性阶段，屈服阶段，强化阶段和局部变形阶段。有明显的缩颈现象，而铸铁则只有一个阶段即强化阶段，达到强度极限之后马上断裂，因为铸铁抗压不抗拉，所以二者不同。

低碳钢拉伸时首先出现滑移（屈服），然后存在明显的颈缩及伸长变形（塑性）并最后断裂，断口成杯状，断裂是拉力和剪力共同作用的结果。铸铁拉伸时发生很小的变形后就断裂，断口垂直轴向，断裂主要来自于拉应力作用。

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低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。

B. 比较低碳钢和铸铁在受扭和受拉时其变化规律有何异同之处

一、受拉时：

1、低碳钢受拉时断口局部颈缩，有明显屈服阶段；

2、铸铁受拉时没有明显颈缩，铸铁成分一般是共晶白口铁或者过共晶白口铁，脆性材料，故无明显屈服阶段。

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一、低碳钢：

1、低碳钢为韧性材料。其拉伸时的应力-应变曲线主要分四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段，在局部变形阶段有明显的屈服和颈缩现象。开始时为弹性阶段，完全遵守胡克定律沿直线上升，比例极限以后变形加快，但无明显屈服阶段。

2、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，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。

3、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，这种现象称为淬火时效。

二、铸铁：

1、含碳量在2%以上的铁碳合金。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。

2、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

三、拉伸实验

1、测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性的试验，又称抗拉试验。它是材料机械性能试验的基本方法之一，主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。

2、伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标。强度通常是指材料在外力作用下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。材料在承受拉伸载荷时，当载荷不增加而仍继续发生明显塑性变形的现象叫做屈服。产生屈服时的应力，称屈服点或称物理屈服强度

3、试验时，试验机以规定的速率均匀地拉伸试样，试验机可自动绘制出拉伸曲线图。对于低碳钢等塑性好的材料，在试样拉伸到屈服点时，测力指针有明显的抖动，可分出上、下屈服点（和），在计算时,常取材料的 δ和ψ可将试验断裂后的试样拼合，测量其伸长和断面缩小而计算出来。

C. 从低碳钢和铸铁式样的不同断口特征说明金属两种基本破坏形式的特点

铸铁：抄
拉伸试验——断口是袭平面，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：
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

D. 低碳钢和铸铁拉断后的断口有何区别，为什么

断口区别：

1、断口的形状不同

低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口。，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。

2、截断方向不同

铸铁是沿着45°方向，而低碳钢是沿着横截面断裂的。

原因：前者是塑性材料后者是脆性材料，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。

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低碳钢的种类：

低碳钢一般轧成角钢、槽钢、工字钢、钢管、钢带或钢板，用于制作各种建筑构件、容器、箱体、炉体和农机具等。优质低碳钢轧成薄板，制作汽车驾驶室、发动机罩等深冲制品；还轧成棒材，用于制作强度要求不高的机械零件。

低碳钢在使用前一般不经热处理，碳含量在0.15%以上的经渗碳或氰化处理，用于要求表层温度高、耐磨性好的轴、轴套、链轮等零件。

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。

E. 低碳钢与铸铁拉伸实验结果有何异同

一、不同点：

低碳钢的韧性比洞岩悔铸铁强，铸铁比低碳钢脆性高。低碳钢的屈服强度高于铸铁。（铸铁很脆，几乎不存在屈服强度），但是铸铁的拉伸强度大于低碳钢，因为铸铁含碳量高于低碳钢。 冲击强度低碳钢明显要优于铸铁。

二、相同点：

仍属于弹性变形，但应力与试样的变形不是正比关系。应力达到屈服极限，试样的位移增大，但是应力几乎没有变化。试样发生明显而均匀的塑性变形，若使试样的变形增大，则必须增加应力值。

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一、低碳钢拉伸程经历弹性、屈服、强化紧缩四阶段，各枣历阶段特点：

1、弹性阶段：应力与应变比钢材产弹性变形；应指标弹性模量E；

2、屈服阶段：应力与应变再比产塑性变形；即使应力减应变迅速增加；应指标屈服强度σs；

3、强化阶段：钢材外力抵抗能力重新增；应指标抗拉强度σb；

4、紧缩阶段：钢材某截面始产收缩并终细处断裂；应指标伸率δ断面收缩率Ψ屈服极限σs及强度极限σb测定。

二、特点：

1、线性弹性变形阶段：.当应力低于弹性极限 时，应力与试样的变形成正比，应力去除，变形消失。

2、非线弹性变形阶段：仍属于弹性变形，但应力与试样的纳正变形不是正比关系。