低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能

PAGEPAGE4低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能根據(jù)材料在常溫，靜荷載下拉伸試驗(yàn)所得的伸長(zhǎng)率大小，將材料區(qū)分為塑性材料和脆性材料。它是由試驗(yàn)來測(cè)定的。工程上常用的材料品種很多，下面我們以低碳鋼和鑄鐵為主要代表，分析材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能。1.低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)在拉伸實(shí)驗(yàn)中，隨著載荷的逐漸增大，材料呈現(xiàn)出不同的力學(xué)性能：（1）彈性階段在拉伸的初始階段，σ-ε曲線為一直線，說明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即滿足胡克定理，此階段稱為線形階段。線性段的最高點(diǎn)則稱為材料的比例極限（σp），線性段的直線斜率即為材料的彈性摸量E。線性階段后，σ-ε曲線不為直線，應(yīng)力應(yīng)變不再成正比，但若在整個(gè)彈性階段卸載，應(yīng)力應(yīng)變曲線會(huì)沿原曲線返回，載荷卸到零時(shí)，變形也完全消失。卸載后變形能完全消失的應(yīng)力最大點(diǎn)稱為材料的彈性極限（σe），一般對(duì)于鋼等許多材料，其彈性極限與比例極限非常接近。屈服階段超過彈性階段后，應(yīng)力幾乎不變，只是在某一微小范圍內(nèi)上下波動(dòng)，而應(yīng)變卻急劇增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象成為屈服。使材料發(fā)生屈服的應(yīng)力稱為屈服應(yīng)力或屈服極限（σs）。當(dāng)材料屈服時(shí)，如果用砂紙將試件表面是應(yīng)用最廣泛的材料之一。鑄鐵在拉伸時(shí)的力學(xué)性能明顯不同于低碳鋼，鑄鐵從開始受力直至斷裂，變形始終很小，既不存在屈服階段，也無頸縮現(xiàn)象。斷口垂直于試樣軸線，這說明引起試樣破壞的原因。鑄鐵拉伸破壞斷口與正應(yīng)力方向垂直說明由拉應(yīng)力拉斷的，屬于拉伸破壞，正應(yīng)力大于了許用值。三、低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時(shí)力學(xué)性質(zhì)的異同點(diǎn)綜述在工程建設(shè)中，低碳鋼是典型的塑性材料，鑄鐵是典型的脆性材料。塑性材料和脆性材料在力學(xué)性能上的主要特征是：塑性材料在斷裂前的變形較大，塑性指標(biāo)（斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率）較高，抗拉能力較好，其常用的強(qiáng)度指標(biāo)是屈服強(qiáng)度，一般地說，在拉伸和壓縮時(shí)的屈服強(qiáng)度相同：脆性材料在斷裂前的保存較小，塑性指標(biāo)較低，其強(qiáng)度指標(biāo)是強(qiáng)度極限，而且其拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)低于壓縮強(qiáng)度。但