㈠ 底碳钢主要信息及拉伸的四个阶段介绍
我们都知道现在这个社会倡导的是低碳节能,是一个环保型的社会,因为以前全世界都着重发展工业,而在发展工业的同时,工业虽然在一定程度上会促进社会的进步,但是工业也导致了严重的环境污染,更可怕的是,那时候人们完全还没有意识到环境污染带给人类的是什么后果,在领教了环境污染带来的苦果之后,人们就开始发展节能工业了,今天我们为大家介绍的就是低碳钢。
基本介绍:
低碳钢又称软钢,含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用於制造链条,铆钉,螺栓,轴等。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。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理用于工程结构件,有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
和碳素钢的区别:
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。这种钢还具有良好的焊接性。含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用於制造链条,铆钉,螺栓,轴等。
碳素钢含碳量小于1.35%(0.1%-1.2%),除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比,碳素钢使用最早,成本低,性能范围宽,用量最大。适用于公称压力PN≤32.0MPa,温度为-30-425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
碳素钢的范围要大一些,低碳钢、中碳钢、高碳钢都属于碳素钢。
拉伸的四个阶段:
低碳钢的拉伸大致可分为四个阶段:(1)弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部写出荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。(2)屈服阶段AS’:试样的伸长量急剧地增加,而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内(图中锯齿状线SS’)波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光,则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹,称为滑移线。(3)强化阶段S’B试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。(4)颈缩阶段和断裂BK试样伸长到一定程度后,荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩,出现“颈缩”的现象,一直到试样被拉断。
在上文中,我们为大家介绍了有关低碳钢的一些知识,我们首先为大家介绍了什么是低碳钢,其实顾名思义,从低碳钢的名字中我们也能大概知道低碳钢是什么,我们知道钢铁就是发展工业的必备之物,低碳又是我们所倡导的工业理念,所以低碳钢在市场上相当受欢迎,然后我们介绍了低碳钢和碳素钢的区别,接下来我们介绍的就是低碳钢拉伸的四个阶段,大家可以仔细阅读。
㈡ 低碳钢拉伸的四个阶段是什么
第一个阶段为弹性阶段
第二个阶段为屈服阶段
第三个阶段为强化阶段
第四个阶段为局部变形阶段
弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部写出荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
屈服阶段AS’:试样的伸长量急剧地增加,而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内(图中锯齿状线SS’)波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光,则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹,称为滑移线。
强化阶段S’B试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。
颈缩阶段和断裂BK试样伸长到一定程度后,荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩,出现“颈缩”的现象,一直到试样被拉断。
㈢ 低碳钢拉伸的四个阶段是什么
低碳钢拉伸的四个阶级分别是:弹性阶段OA、屈服阶段AS、强化阶段SB、颈缩阶段和断裂BK。
弹性阶段为一直线,说明应力和应变成正比关系。如卸去拉力,试件能恢复原状,这种性质即为弹性,该阶段为弹性阶段屈服阶段,应力应变不再成正比关系,开始出现塑性变形,该阶段的应力最低点称为屈服强度或屈服点,用fy表示。
强化阶段,曲线逐步上升,表示试件在屈服阶段以后,其抵抗塑性变形的能力又重新提高,这一阶段称为强化阶段。对应于最高点C的应力值称为极限抗拉强度,简称抗拉强度,用fu表示。
低碳钢拉伸时的力学性质表现为:
1、需要注意低碳钢拉伸时有弹性极限点,当拉伸时的拉力不超过该极限点,此时低碳钢处于弹性变形的状态,也就是当外力去除后,变形随即消失而低碳钢恢复原状。
2、当拉伸时的拉力超过该弹性极限点时,低碳钢就会发生塑性变形,也就是当外力去除后变形仍不能消失,低碳钢结构相邻部分产生永久性位置移动,当拉力超过塑性变形承受的载荷时,低碳钢就会发生断裂。
㈣ 低碳钢在拉伸过程中的四个阶段
低碳钢在拉伸过程中的四个阶段如下:
1.低碳钢拉伸的四伏戚个阶段是弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
2.弹性阶段OA:在这个阶段,样品的变形是完全弹性的。当所有的载荷都被移除时,样品将恢复到其原始长度。在这个阶段,可以测量材料的弹性模量e。
低碳钢(mild steel)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。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理用于工程结构件,有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
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。这种钢还具有良好的焊接性。
低碳钢一般是指含碳量在0.10~0.25%之间的钢.这类钢硬度低,塑性好,便于采用冷塑变形成型工艺,焊接和切削, 常用于制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
㈤ 我最近买到一把古刀 刀刃可以砍铁 我是否买到了宝物
首先,要记住刀的性能并非仅由钢材决定的,刀刃的形状也很重要(例如,Tanto的刀头不适合剥皮),也许最重要的是热处理。较差的钢材经过良好的热处理也可能生产出更好的刀刃来。比较差或者很差的热处理可能会使不锈钢失去它的一些固有特性,或者导致坚硬的钢变脆。最不幸的是:刀具的三个最重要的特性(刀刃形状、钢材类型、热处理)中热处理是不可能用眼睛辨别出来的,因此,一般人把过多的注意力放在了前面两方面。记住这一点,440A经常被嘲笑,但是,我宁愿要440A材料的潜水刀也不要L6。正确热处理的5160非常结实,但是如果我想要剥皮刀,我更有兴趣选刀锋保持比较好的,象ALA521000等等。
一、钢合金
简单地说:钢就是铁和碳的合金。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材,他们包含以下成分:
碳(Carbon)
存在于所有的钢材,是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度,我们通常希望刀具级别的钢材拥有5%以上的碳,也成为高碳钢。
铬(Chromium)
增加耐磨损性,硬度,最重要的是耐腐蚀性,拥有13%以上的认为是不锈钢。尽管这么叫,如果保养不当,所有钢材都会生锈的。
锰(Manganese)
重要的元素,有助于生成纹理结构,增加坚固性,和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧,出现在大多数的刀剪用钢材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。
钼(Molybdenum)
碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中,空气硬化钢(例如A-2,ATS-34)总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。
镍(Nickle)
保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅(Silicon)
有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。
钨(Tungsten)
增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。
钒(Vanadium)
增强抗磨损能力和延展性。一种钒的碳化物用于制造条纹钢。在许多种钢材中都含有钒,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34最大的不同就是前者含有钒。
二、碳合金钢 (非不锈钢)
这一类钢材是通常用于锻造的钢材。其实不锈钢也是可以锻造的(象 Sean McWilliams 就锻造不锈钢), 但非常困难。另外,同一块碳钢可以用经由分段冶炼方法来获得非常坚硬的刃端和坚韧而具弹性的背端,而不锈钢不可以这样冶炼。当然,在不同程度上碳钢比不锈钢容易生锈,也比使用不锈钢风险大 -- 但我相信,只要热处理方法正确,下面举出的所有的钢材都相当不错。
在 AISI 钢材命名系统中,10xx 是碳钢,其他的则是合金钢,例如,50xx 系列是铬钢。在 SAE 命名系统中,带有字符标示的 (例如, W-2, A-2) 是工具钢。另外还有ASM 命名系统,但它在刀具界中很少被提及,所以在这里我们可以忽略它。通常在钢材名称中的最后一个数字即为该种钢材的含碳量,如1095 约含0.95%的碳,52100 约含1.0% 的碳,而 5160 则约含0.60% 的碳。
O-1
这是一种应用得很广泛的优秀钢材,用作刃材可加工出非常坚韧和可深度打磨的刀刃,但它容易生锈。Randall刀具和Mad Dog都用0-1。
W-2
这种钢材由于含有0.2%的钒,因此可用于加工相当坚韧和可打磨的刀刃。大部分锉刀都用W-1,一种与 W-2 很相似的钢材,只是W-1不含钒。
10-系列 -- 1095 (1084, 1070, 1060, 1050, 等等)
在刀具业中,1095是被用得最广泛的 10-系列钢材。 按从 1095 - 1050 排序,总地来说,含碳量从高到低,可达到的打磨度也从高到低,但坚韧性却从低到高到最高。
同样的,按从 1060 - 1050 排序通常适应于制剑业。而对刀来说,1095是一种很“标准”的碳钢材料,性能良好而且成本不贵,具有适当的坚韧度和打磨度。这是一种较单纯的钢材,容易生锈,它仅含有两种合金成分:0.95%的碳和0.4%的锰。KABAR系列通常使用1095,再加上黑色涂层。
碳V
碳V 是一个Cold Steel (冷钢公司)专用的术语,它并不一定是指某种特殊的钢材,确切地说,它指Cold Steel 采用的任何一种钢材,代表着他们不断选用不同钢材来制造刀具的历程。 以我之见,碳V 的性能大致在1095系列和O-1系列之间,抗锈能力和 O-1 差不多。我曾听人说碳V就是O-1或1095,现在我知道它们当然是不同的。很多业界人士坚持说它是 0170-6,而有rec.knives的读者作过粗略实验后,好象指出它是50100-B,其实 50100-B 和 0170-6 是同一种钢材(见下文)。这就是今天的碳V的情况。
0170-6 和 50100-B
同一种钢材却有不同的名称:0170-6 是炼钢业的叫法,而50100-B 是 AISI 的命名。这是一种很不错的铬-钒钢,有点象 O-1,但比0-1便宜得多。 刚去世的 Blackjack 曾用O170-6制造过一些刀。碳V 可能就是0170-6。 50100基本上是52100,但铬含量只有52100的1/3。 而50100-B中的B 表示这种钢材加入了钒,是铬-钒钢。
A-2
A-2是一种非常优秀的压缩钢材,以很好的坚韧性和打磨度而著名。因为是压缩钢,所以不能指望它可以进行分段冶炼,突出的坚韧性使其常常作为生产战斗刀具的首选。Chris Reeve 和Phil Hartsfield 都采用 A-2,而 Blackjack的几款刀也是用的A-2。
L-6
L-6是一种锯齿钢材,坚韧度和打磨度都很好,但容易生锈。和0-1一样,L-6是锻工的最爱。如果你不计较成本,这是制刀的最好选择之一,尤其是坚韧性要求高的刀具。
M-2
一种高速钢,可以承受很高的温度,所以被运用在高温下的切割工作中。可以达到非常优秀的打磨度。它的坚韧程度当然比不上那些以坚韧而出名的钢材,但比不锈钢好,打磨度也胜过不锈钢。Benchmade 在AFCK系列中开始用到M-2。
5160
一种很普遍的高端钢材,主要是一种简单的弹簧钢加入铬来增强硬度,具有很好的打磨度。但其更广为人知的是杰出的坚韧性(象L-6一样)。通常被用于制造剑类(硬度低于50s RC)和使用强度大的刀具(最高硬度大于60s RC)。
52100
52100是一种滚轴钢材,只被锻工们使用。它和5160很近似, (但52100约含有 1% 碳,而5160 约含有0.60%碳),比5160的打磨度好, 但不如5160坚韧。常被用于制造猎刀和其他打磨度要求高而坚韧度要求不似5160那么高的刀具。
D-2
D-2 有时被叫作“半不锈钢”,含铬量较高(12%),但不到不锈钢的程度。它比上面提到的碳钢的抗锈性都好,也有很优秀的打磨度,但坚韧度不如前述碳钢,也不能达到完美的表面处理度。Bob Dozier 爱用D-2。
Vascowear
一种很难找到的高钒钢材,加工非常困难,但抗磨损性出奇地好。未用于产品化刀具生产。
三、"不锈钢" 钢材
首先,请记住,所有的钢材都会生锈,但是下面这些钢材由于含有高于13%的铬,所以具有比上面提到的钢材高得多的抗锈能力。我要指出的是并没有一致的标准来规定钢材需要含多少铬才能被认为是不锈钢。在刀具界,实际上规定为13%,但ASM金属手册说“大于10%”,而另一些书记录又不同。另外,其他合金元素的含量对含铬量要求的影响很大,如果使用的合金得当,即使含铬量较低也能达到“不锈钢”品质。
420
比440系列低的碳含量(<.5%)使420非常柔软,不能打磨。通常用于潜水刀,因为它抗锈能力非常好,可以在盐水中使用。也被用于生产低成本刀具,但其过于柔软,不能用于日常实用刀具。
440 A - 440 B - 440C
含碳量和硬度由A-B-C逐次增加(A-0.75%,B-0.9%,C-1.2%)。 440C 是一种很优秀的高端不锈钢,硬度通常达到56-58 Rc。这三种钢材的抗锈能力都不错,440A最好,而440C相比最低。SOG SEAL 2000用的是440A,Randall 用440B 来生产他们的不锈钢刀具。 440C 用的非常普遍,可能是第二最常用的不锈钢(仅次于ATS-34)。如果你的刀标有“440”,那么它很可能比440A便宜;如果厂商用更贵的440C,他们会很愿意宣传这一点。普遍感觉440A对于日常使用来说刚刚好,尤其是经过优质热处理的440A(我们听说SOG的440A热处理很受好评,不知道他们请谁来做这个)。440B更加结实,而440C是优秀的。
425M - 12C27
这两种钢材都和440A很相似,425M (含碳0.5% )被用到Buck刀具中。12C27 (含碳0.6%)是一款斯堪迪那维亚钢材,经常被Finish Puukkos和Norwegian Knives选用。
AUS-6 - AUS-8 - AUS-10 (AKA 6A 8A 10A)
日本不锈钢材,大略与440A (AUS-6, 含碳0.65%)、 440B (AUS-8, 含碳0.75%)、440C (AUS-10, 含碳1.1% )相似。 AUS-6 被用来制造 Al Mar;Cold Steel使用 AUS-8,从而使这种钢材变得很普遍,CS的热处理方法使AUS-8的打磨度不如ATS-34,但也使它更柔软,或许也更坚韧。AUS-10 的含碳量近似于440C,但是含铬量降低,因此抗锈能力也相应下降,不过也增强了坚韧性。这三种钢材都加入了钒(这是440系列没有的),因此增加了抗磨损能力。
GIN-1 (AKA G-2)
一种很好的不锈钢,含碳量略低,含铬量略高,而钼含量比ATS-34低。经常被 Spyderco选用。
ATS-34 - 154-CM
目前最热的高端不锈钢。154-CM是最初的美洲版本,但很长时间达不到高端制刀业期望的生产标准,所以未被广泛使用,最新爆出的消息说高品质的154-CM会卷土重来。
ATS-34 是一种日本日立的产品,它和154-CM非常、非常相似,是顶级高质不锈钢。
通常硬度约为 60 Rc,打磨度非常好,即使硬度如此高仍然具有足够的坚韧度。抗锈能力不如前面提到的400系列。很多定制手工刀匠使用ATS-34,Spyderco (在他们的高端产品刀) 和 Benchmade 等众多知名厂商都选用它。
ATS-55
和ATS-34很相似,但去掉钼,加入了其他一些元素。目前对这种钢材所知不多,但它看起来具有似乎是保留了ATS-34的优秀打磨度并增加了坚韧性。钼是高速钢生产中一种昂贵而有用的元素,而刀锋并不需要用到高速钢,所以去掉钼可以大幅度降低钢材成本,且仍然保持了ATS-34的特性。Spyderco 选用这种钢材。
BG-42
Bob Loveless 最近宣称他从ATS-34转向这种钢材。留神,这是个征兆。BG-42 在某种程度上与ATS-34近似,而有两个最大的不同之处: BG-42有两倍于ATS-34的锰含量,和1.2%的钒含量 (ATS-34不含钒), 所以可知它比ATS-34的打磨度更好。Chris Reeves 在生产Sebenzas时,也从 ATS-34 转向了 BG-42。
CPM T440V - CPM T420V
两种具高打磨度的钢材 (高于 ATS-34),但很难把打磨度放到第一位来考虑。 这两种钢材都含有高量的钒。Spyderco 都至少有一款 CPM T440V型号。手工刀匠 Sean McWilliams 是440V迷。要想使这种钢材变得锋利有点困难,--同样的,也别指望ATS-34能很坚韧--取决于热处理情况。 420V 是 CPM 440V的变种,含铬量较低,而含钒量加倍,抗磨损能力更高,或许比440V的坚韧度也更高。
400 系列不锈钢
在Cold Steel 转而选用 AUS-8之前,他们的很多不锈钢产品都是用"400 系列不锈钢"制造的。其他刀具厂商正开始使用这个系列钢材。那么,什么是“400 系列不锈钢”? 我一直假设它是 440-A,但也不排除厂商使用的其他4xx钢材,象420 或 425M,并统称为 400 系列不锈钢。
四、制刀用的非钢材料
钴-斯泰利特硬质合金6K
是一种具有很好抗磨损性的弹性材料,实际上其抗腐蚀性也很好。斯泰利特硬质合金6K是一种钴合金,有时可以看到其被使用在刀具中。 David Boye 在他的潜水刀中使用钴。
钛
新的钛合金可以达到50 Rc的硬度,而即使在这种硬度下,仍保持可用的打磨度。它极度抗锈,无磁性。常被用于生产高级而昂贵的潜水刀,因为SEALs特种部队用这种潜水刀来在磁性引爆雷区行动。另外特种用途刀具也用到钛。Tygrys用将钛作为钢质刀锋的中间夹层。
陶瓷
很多刀具都提供陶瓷刀刃型号。通常,这种刀刃都非常非常易碎,也不可以由用户自行打磨;但是,它们可以制造出非常锋利的刀锋。Boker 和 Kyocera 用这种陶瓷来生产刀具;Kevin McClung 最近开发出比以前的陶瓷坚韧得多的混合陶瓷刀具,其坚韧程度可以胜任很多工作,可由用户自行打磨,且其打磨度难以置信地好。
㈥ 试简述低碳钢试件从开始拉伸到断裂经历哪几个阶段各阶段的变形现象及特点是什么
低碳钢是工程上最广泛使用的材料,同时,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。
大致可分为四个阶段:
1、弹性阶段oa:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部写出荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
2、屈服阶段bc:试样的伸长量急剧地增加,而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光,则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹,称为滑移线。
3、强化阶段ce 试样经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性变形过程中不断强化,故试样中抗力不断增长。
4、颈缩阶段和断裂ef:试样伸长到一定程度后,荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩,出现“颈缩”的现象,一直到试样被拉断。
(6)碳钢一四段代发可以用来什么扩展阅读:
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。这种钢还具有良好的焊接性。含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削, 常用于制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
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。
低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。低碳钢经形变产生大量位错,铁素体中的碳、氮原子与位错发生弹性交互作用,碳、氮原子聚集在位错线周围。这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团(柯垂耳气团)。
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。
㈦ 低碳钢拉伸的四个阶段是什么
第一个阶段为弹性阶段,第二个阶段为屈服阶段,第三个阶段为强化阶段,第四个阶段为局部变形阶段。
弹性阶段OA:这一阶段试样的变形完全是弹性的,全部写出荷载后,试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
屈服阶段AS’:试样的伸长量急剧地增加,而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内(图中锯齿状线SS’)波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。
低碳钢注意事项
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。