低碳钢和铸铁的压缩试验

⑴ 低碳钢和铸铁在压缩时的破坏原因

低碳钢是塑性材料，压缩时的弹性模量，比例极限，屈服极限和拉伸时大致相同，屈服极限后试件越压越扁，抗压能力不断提高，直至被压成饼状。

低碳钢压缩曲线也有明显的屈服点，但由于试样很短屈服阶段与拉伸相比短的多，进入强化阶段后塑性变形越来越大，因三向应力状态限制了端面附近的变形，因此试样的变形呈鼓形。

铸铁是脆性材料，被压缩时，试样受压时将沿与轴线成50度～55度倾角的斜截面发生错动而破坏。这个破坏是由剪力引起的。

铸铁受压时不存在拉应力的影响，随着载荷的增长，45°截面的最大剪应力能够不断增长，因而产生明显的塑性变形，使压缩曲线与拉伸曲线相比明显变弯。

(1)低碳钢和铸铁的压缩试验扩展阅读：

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。

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。

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。

⑵ 低碳钢和铸铁的抗拉,抗压,抗剪切等性能的分析实验

一、实验目的：

1、比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。 

2、测定低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。 

3、比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。

二、验仪器和设备：

1、万能材料试验机。 

2、游标卡尺。 

三、 试件介绍：

根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3：2，铸铁压缩试件的高度和直径的比例为2：1。试件均为圆柱体。 

四、实验原理：

压缩实验是研究材料性能常用的实验方法。对铸铁、铸造合金、建筑材料等脆性材料尤为合适。通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式，并与拉伸实验进行比较。

压缩试验在压力试验机上进行。当试件受压时，其上下两端面与试验机支撑之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。

摩擦力的存在会影响试件的抗压能力甚至破坏形式。为了尽量减少摩擦力的影响，实验时试件两端必须保证平行，并与轴线垂直，使试件受轴向压力。另外。端面加工应有较高的光洁度。

五、实验结果：

1、低碳钢：试样逐渐被压扁，形成圆鼓状。这种材料延展性很好，不会被压断，压缩时产生很大的变形，上下两端面受摩擦力的牵制变形小，而中间受其影响逐渐减弱。 

2、铸铁：压缩时变形很小，承受很大的力之后在大约45度方向产生剪切断裂，说明铸铁材料受压时其抗剪能力小于抗压能力。

⑶ 为什么低碳钢压缩测不出破坏荷载,而铸铁压缩不出屈服荷载

低碳钢的抗压缩能力强，铸铁的抗压缩能力弱。
1、低碳钢的抗压缩能力强：在压缩过程中，低碳钢不会像铸铁快速破裂，而是会发生大的变形，不会突然断裂。因此，在压缩测试中，低碳钢的破坏荷载低，不易被测出。
2、铸铁的抗压缩弱：铸铁中存在气孔和杂质，导致整体强度和韧性低。在压缩测试中，铸铁材料会在达到屈服点之前就发生破裂，因此不易测出屈服荷载。

⑷ 在拉伸与压缩实验中，低碳刚及铸铁的断口特征

拉伸：低碳刚断口呈杯状，平面断口；灰铸铁断口垂直与式样轴线，呈平口状。

压缩：低碳刚压成鼓形，灰铸铁沿45度方向断裂。

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。

(4)低碳钢和铸铁的压缩试验扩展阅读：

将灰口铸铁铁水经球化处理后获得，析出的石墨呈球状，简称球铁。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在，断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。

其牌号以“QT”后面附两组数字表示，例如：QT45-5（第一组数字表示最低抗拉强度，第二组数字表示最低延伸率）。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

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。

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。

⑸ 为什么低碳钢和铸铁在受压时会有不同的表现