低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse袃低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能聿根据材料在常温,静荷载下拉伸试验所得的伸长率大小,将材料区分为塑性材料和脆性材料。它是由试验来测定的。工程上常用的材料品种很多,下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表,分析材料拉伸和压缩时的力学性能。,随着载荷的逐渐增大,材料呈现出不同的力学性能:羂(1)弹性阶段薈在拉伸的初始阶段,σ-ε曲线为一直线,说明应力与应变成正比,即满足胡克定理,此阶段称为线形阶段。线性段的最高点则称为材料的比例极限(σp),线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。线性阶段后,σ-ε曲线不为直线,应力应变不再成正比,但若在整个弹性阶段卸载,应力应变曲线会沿原曲线返回,载荷卸到零时,变形也完全消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限(σe),一般对于钢等许多材料,其弹性极限与比例极限非常接近。袅屈服阶段蚅超过弹性阶段后,应力几乎不变,只是在某一微小范围内上下波动,而应变却急剧增长,这种现象成为屈服。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限(σs)。当材料屈服时,如果用砂纸将试件表面打磨,会发现试件表面呈现出与轴线成45°斜纹。这是由于试件的45°斜截面上作用有最大切应力,这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的,故称为滑移线。肀(3)强化阶段羈经过屈服阶段后,应力应变曲线呈现曲线上升趋势,这说明材料的抗变形能力又增强了,这种现象称为应变硬化。若在此阶段卸载,则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线,其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时,变形并未完全消失,应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变,相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后,立即再加载,则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此,如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验,其比例极限或弹性极限将得到提高,这一现象称为冷作硬化。蚆在硬化阶段应力应变曲线存在一个最高点,该最高点对应的应力称为材料的强度极限(σb),强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。螆(4)局部变形阶段蒃试样拉伸达到强度极限σb之前,在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限σb之后,试样出现局部显著收缩,这一现象称为颈缩。颈缩出现后,使试件继续变形所需载荷减小,故应力应变曲线呈现下降趋势,直至最后在f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处,断口形状呈杯状,这说明引起试样破坏的原因不仅有拉应力还有切应力。蚁(5)伸长率和断面收缩率莆试样拉断后,由于保留了塑性变形,标距由原来的L变为L1。用百分比表示的比值薃δ=(L1-L)/L*100%薁称为伸长率。试样的塑性变形越大,δ也越大。因此,伸长率是衡量材料塑性的指标。肁原始横截面面积为A的试样,拉断后缩颈处的最小横截面面积变为A1,用百分比表示的比值***Ψ=(A-A1)/A*100%蚅称为断面收缩率。Ψ也是衡量材料塑性的指标。羃所以,低碳钢拉伸破坏变形很大,断口缩颈后,端口有45度茬口,由于该方向上存在最大剪应力τ造成的,属于剪切破坏力。%并含有较多硅,锰,硫,磷等元素的多元铁基合金。铸铁具有许多优良的性能及生产简便,成