材料力学实验现象解释.doc

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1、1观察铸铁和低碳钢在拉伸时的断口表面形貌，分析低碳钢、铸铁拉伸时产生不同表面断裂形的木质原因铸铁断II呈不平整状，是典型的脆性断裂，低炭钢断11外围光滑，是槊性变形区域，屮部区域才呈现脆性断裂的特征。表明，铸铁在超屈服应力下，瞬时断开，而低碳钢在超应力的时候,有塑性形变过程,直到拉伸后的断面面积减小到一定程度时,才瞬时断裂。2铸铁和低碳钢在拉伸和压缩时力学性能的异同点、低碳钢是指含碳量弐.2%的铁碳金属物，铸铁的含碳量都是＞1%的黑色金属。所以，衣实验比较它们在拉伸或压缩时的力学性质异同点，就要以其自身的机械性能來考虑。低碳钢由于含碳量低它的延展性、韧

2、性和可梨性祁是高于铸铁的，拉伸开始时，低碳钢试棒受力大，先发生变形，随着变形的增大，受力逐渐减小，当试棒断开的瞬间，受力为“(F,其受力I山线是呈正弦波＞0的形状。铸铁由于轲性差，拉伸开始时，受力是逐步加大的，当达到并超过它的拉伸极限时，试棒断开，受力瞬间为“(F,其受力曲线是随受力时间延长，一条直线向斜上方发展，试棒断开，直线垂直向下归“0”。同样的道理：低碳钢抗压缩的能力比铸铁要低，当对低碳钢试块进行压缩实验时，受力逐渐加人，试块随外力变形，当试块变形达到极限时，其受力也达到最大值，其受力曲线是一条向斜上方的直线。铸铁则不然，开始时与低碳钢受力情况

3、基木相同，只是当铸铁试块受力达到木身的破坏极限时，受力逐渐减小，直到试块在外力下被破坏(裂开)，受力为“0”其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同。以上就是低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时力学性质的异同点。3为什么灰铸铁压缩破坏的截面是与轴线成45度左右是材料内部品格间相对滑移而形成的，故称为滑移线。轴向拉圧时，在与轴线成45啲斜截面上，有最大的剪应力4将所获得低碳钢和铸铁的扭转破坏试验结果与拉伸、爪缩试验结果相结合，分析二种材料脆韧性差别，对这两类材料的力学性能作出综合性评价铸铁：扭转试验断口与轴线成45度，属于拉伸破坏拉伸试验——断口是平血，属于拉伸破坏

4、压缩试验一5度碎裂，只能剪切破坏脆性材料的抗剪切强度人于抗拉伸强度。弹性变形很小，基木无册性变形，屈服强度与抗拉强度基木相同。低碳钢：扭转试验——变形很大，旋转很多圈，断口是平瓯，屈于剪切破坏拉伸试验——变形很大，断口缩颈后，端口有45度茬口，属于剪切破坏压缩试验——呈腰鼓形瓠性变形韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。弹性变形和舉性变形都很大。隔离棚的组成材料低碳钢在压缩变形后变成鼓形的阪因隔离栅的组成材料低碳钢在压缩变形示变成鼓形的原因隔离栅组成材质低碳钢压缩变形的原因是以低碳钢为代表的槊•性材料，由于硬度小，富有延展性，抗压强度低，在斥缩过程中,当

5、应力小于屈服应力时，其变形情况与拉伸时基木相同;但当达到屈服应力示,试件会产生横向册性变形,随着压力的继续增加，试件的横截血面积不断变尢同时由于试样两端血与试验机支承垫板间存衣摩擦力，约朿了这种横向变形，故试样出现显苦的鼓胀，呈鼓形.低碳钢在静压缩试验中，半应力小于比例极限或屈服极限时，它所表现的性质与拉伸时相似。而」

6、•比例极限号弹性模量的数值号拉伸试验所得到的大致相同，屈服极限也一样。当应力超过弹性极限以后，材料发生显著的塑性变形，圆柱形试件的高度缩短，直径增大。山干试验机平板9试件两端仃.摩擦力，致使试件两端的横向变形受到阻碍，「•是试件呈现鼓形

7、（图B）。随着载荷逐渐增加，试件继续变形，最后压成饼状。山于塑性良好的材料在压缩时，不会发生断裂，所以测不出材料的强度极限。作为跪性材料，铸铁在压缩试验时所显示的机械性能的最大特点足抗压强度限比抗拉强度限高出数倍。图C是铸铁试块压缩时的应力应变曲线，图上虚线是拉伸时的6E曲线，山图可见铸铁压缩时的＜5七曲线也没仃血线部分和屈服阶段，它是在很小的变形卜出现断裂的。断裂的截面打轴线大约成45。，这一现彖说明，铸饮受压时，在戏卩轴线相交45。的笛斜截面上作用着最大剪应力，铸铁正是在这一剪应力作用下剪断的。低碳钢和铸铁在拉伸与压缩时的机械性能反映了塑性材料和脆

8、性材料的机械性能。比较两者,可以得到塑性材料和脆性材料机械性能的主要区别为：1.塑性材料在断裂时冇明显的塑性变形；而脆性材料在断裂时变形很小。2.塑性材料在拉伸和压缩时的弹性极限、屈服极限和弹性模量都相同，它的抗拉和抗压强度相同。而脆性材料的抗压强度远高于抗拉强度。因此，脆性材料通常用来制造受压冬件。应当注意，把材料划分成塑性和脆性两类是相对的，冇条件的。随着温度、外力情况等条件的变化，材料的机械性能也会发生变化。