鑄鐵壓縮和拉伸的強度極限

㈠ 低碳鋼和鑄鐵在壓縮時的力學性能有什麼區別

1、材料性能不同：

低碳鋼是塑性材料，低碳鋼抗壓能力非常強，而鑄鐵是脆性材料，抗壓能力遠遠大於抗拉能力。

2、壓縮後結果不同：

低碳鋼抗壓能力非常強，且抗拉抗壓能力相當，所以最後會被壓扁但是不會斷裂，而鑄鐵的抗壓能力遠遠大於抗拉能力，最後會被內部的正應力給拉斷，斷口呈斜45度角。

3、壓縮時表現不同：

低炭鋼壓縮時的力學性能：彈性階段與拉伸時相同，楊氏模量、比例極限相同，屈服階段，拉伸和壓縮時的屈服極限相同，屈服階段後，試樣越壓越扁無頸縮現象，測不出強度極限。

鑄鐵拉伸壓縮時的力學性能：強度極限是唯一指標，斷口形狀為沿斜截面錯動而破壞，斷口與截面成角，抗壓強度極限為拉伸時的4～5倍，沿斜截面錯動而破壞，斷口與斜截面約略成角，只適合作受壓構件。

(1)鑄鐵壓縮和拉伸的強度極限擴展閱讀：

材料力學性能是指材料在常溫、靜載作用下的宏觀力學性能。是確定各種工程設計參數的主要依據。這些力學性能均需用標准試樣在材料試驗機上按照規定的試驗方法和程序測定，並可同時測定材料的應力-應變曲線。

材料力學性能是材料的宏觀性能。設計各種工程結構選用材料的主要依據。各種工程材料的力學性能是按照有關標准規定的方法和程序，用相應的試驗設備和儀器測定。

㈡ 根據拉伸、壓縮和扭轉試驗結果，綜合分析低碳鋼和鑄鐵的力學性能

可以得出低碳鋼的韌性比鑄鐵強，鑄鐵比低碳鋼脆性高。低碳鋼的屈服強度高於鑄鐵。（鑄鐵很脆，幾乎不存在屈服強度），但是鑄鐵的拉伸強度大於低碳鋼，因為鑄鐵含碳量高於低碳鋼。 沖擊強度低碳鋼明顯要優於鑄鐵。

低碳鋼為塑性材料，開始時遵守胡克定律沿直線上升，比例極限以後變形加快，但無明顯屈服階段。相反地，圖形逐漸向上彎曲。這是因為在過了比例極限後，隨著塑性變形的迅速增長，而試件的橫截面積逐漸增大，因而承受的載荷也隨之增大。

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以上變形假設和結論並不普遍適用於所有稜柱形桿。如薄壁的Z形截面桿在通過橫截面形心的拉力作用下，除發生伸長變形外，兩個翼緣還在各自的縱向平面內彎曲，即使在離外力作用截面相當遠處，橫截面也不再保持為平面，其上的正應力並非均勻分布，且有剪應力存在；這一現象已為薄壁桿件的約束扭轉理論所論證。

顯然就靜力學的觀點來看，此時整個橫截面上的正應力卻仍然只組成通過橫截面形心的合力N,而剪應力不組成合力和合力矩。

㈢ 分析鑄鐵壓縮破壞的原因,並與其拉伸作比較

鑄鐵為一種脆性變形試件。在強度極限拉伸時，鑄鐵在非常微小的變形情況下突然斷裂，可以聽到「嘣」的一聲。斷裂後幾乎測不到殘余變形。

低碳鋼為塑性材料，開始時遵守胡克定律沿直線上升，比例極限以後變形加快，但無明顯屈服階段。相反地，圖形逐漸向上彎曲。這是因為在過了比例極限後，隨著塑性變形的迅速增長，而試件的橫截面積逐漸增大，因而承受的載荷也隨之增大。

鑄鐵為脆性材料，其壓縮圖在開始時接近於直線，與縱軸之夾角很小，以後曲率逐漸增大，最後至破壞，因此只確定其強度極限。

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鑄鐵的拉伸破壞發生在橫截面上，是由最大拉應力造成的。壓縮破壞發生在約50-55度斜截面上，是由最大切應力造成的。扭轉破壞發生在45度螺旋面上，是由最大拉應力造成的。

低碳鋼拉伸破壞的主要原因是最大切應力引起塑性屈服。引起鑄鐵斷裂的主要原因是最大拉應力引起脆性斷裂，這說明低碳鋼的抗能力大於抗剪能力，而鑄鐵抗剪能力大於抗拉能力。

㈣ 比較鑄鐵在拉伸和壓縮時強度極限

拉伸和壓縮時強度極限如下：

對於受拉伸或壓縮的等截面直桿（稜柱形桿），根據桿受力時橫截面保持為平面的假設，則橫截面上無剪應力τ,而其正應力σ為均勻分布，其值等於軸力N 除以橫截面面積A,即σ=N/A；當材料在線彈性范圍內工作時。

根據胡克定律（見材料力學）,桿內一點處的軸向（縱向）線應變為ε=σ/E（E為材料的拉、壓彈性模量）;在軸力N 為常量的長度L范圍內，絕對線變形ΔL的計算公式為ΔL=NL/EA。

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如變截面直桿受拉伸（壓縮）時，橫截面上正應力亦非均勻分布，且有剪應力存在。根據彈性力學的分析結果,矩形截面的等厚度楔形板受拉伸時，如果頂角α=20°，則橫截面上的最大正應力與按公式 σ=N/A算得的值相比，兩者相差2%，而當 α=60°時，兩者相差竟達20%。

在工程計算中，對於拉桿通常只要求保證其具有足夠的強度，即工作應力不超過容許應力（材料的破壞應力除以安全系數）；必要時也要求控制其變形量。對於壓桿，其正常工作的條件往往不是受強度控制，而是受穩定性控制。

㈤ 鑄鐵的抗拉性和抗壓性能有何差異

鑄鐵承受壓縮的能力遠遠大於承受拉伸的能力。抗壓強度遠遠超過抗拉強度，這是脆性材料的一般屬性]
抗拉強度是試樣拉斷前承受的最大標稱拉應力。對於塑性材料，它表徵材料最大均勻塑性變形的抗力；對於沒有(或很小)均勻塑性變形的脆性材料，它反映了材料的斷裂抗力。符號為RM，單位為MPA。
抗壓強度是抗壓強度（compressive
strength）代號σbc，指外力是壓力時的強度極限
，對鑄鐵來說，由於C以石墨的形式存在，降低了材料的斷面尺寸，抗拉強度很低，但可以通告改變石墨的形態來改變鑄鐵的抗拉強度，如球化處理等！
抗壓強度是受壓應力的，鑄鐵基體相是鐵素體和珠光體，這和普通碳鋼基本一樣，鑄鐵的抗壓強度沒有什麼影響
以灰口鑄鐵HT200為例：抗拉強度200N/mm²、抗彎強度400N/mm²、抗壓強度750N/mm²；

㈥ 鑄鐵的抗壓強度是多少

一般鑄鐵的允許受壓強度數據是200MPa,大約相當於每平方毫米面積上承受20公斤壓力。這樣的鑄鐵屬於「HT200」（灰鑄鐵）。還有抗壓強度高一些的例如HT250等。

鑄件冷卻時，表層及薄截面處，往往產生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須採用退火（或正火）的方法消除白口組織。退火工藝為：加熱到550－950℃保溫2～5 h，隨後爐冷到500-550℃再出爐空冷。在高溫保溫期間 ，游離滲碳體和共晶滲二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發生石墨化過程。由於滲碳體提高鑄件的機械性能。

有時正火也是球鐵表面淬火在組織上的准備、正 火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950～980℃，低溫正火一般加熱到共折溫度區間820～860℃。正火之後一般還需進行回火處理，以消除正火時產生的內應力，以達到鑄件白口的高溫石漠化退火。

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公式

p=P/A

式中 p為抗壓強度，以每平方吋多少磅（psi）、每平方公分多少公斤為單位，P為壓力，以磅、公斤為單位，A為剖面面積，以平方公分、平方吋為單位。

大致說來，火成岩、石英岩和特別堅硬的硅質砂岩，具有最大的抗壓強度。例如一些未風化之玄武岩，其無側束抗壓強度可達到60,000psi。影響岩石抗壓強度的因素很多，其最重要的有三種因素：組織、膠結物的性質、壓力的方向等。