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1、.低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能根据材料在常温， 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。1. 低碳钢拉伸实验在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：（ 1）弹性阶段在拉伸的初始阶段， - 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（ p），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量 E。线性阶段后， - 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
2、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（ e），一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。（2）屈服阶段超过弹性阶段后，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（ s）。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。（3）强化阶段经过屈服阶段后， 应力应变曲线呈现曲线上升趋势， 这说明材
3、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。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 （ b），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷 Fb。（4）
4、局部变形阶段试样拉伸达到强度极限 b 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 b 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。（5）伸长率和断面收缩率试样拉断后，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 =（L1-L ）/L*100%称为伸长率。试样的塑性变形越大，也越大。因此，伸长率是衡量材料塑性的指标。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A
5、1，用百分比表示的 比值=（A-A1）/A*100%称为断面收缩率。也是衡量材料塑性的指标。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造成的，属于剪切破坏力。2. 铸铁拉伸实验铸铁是含碳量大于2.11%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，成本低廉等优点，因而.是应用最广泛的材料之一。 铸铁在拉伸时的力学性能明显不同于低碳钢，铸铁从开始受力直至断裂，变形始终很小，既不存在屈服阶段，也无颈缩现象。断口垂直于试样轴线，这说明引起试样破坏的原因。铸铁拉伸破坏断口与正应力方向垂直说明由拉应力拉断的，属于拉伸破坏，正应力大于了许用值。三、低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时力学性质的异同点综述在工程建设中，低碳钢是典型的塑性材料，铸铁是典型的脆性材料。塑性材料和脆性材料在力学性能上的主要特征是：塑性材料在断裂前的变形较大，塑性指标（断后伸长率和断面收缩率）较高，抗拉能力较好，其常用的强度指标是屈服强度，一般地说，在拉伸和压缩时的屈服强度相同： 脆性材料在断裂前的保存较小， 塑性指标较低，其强度指标是强度极限，而且其拉伸强度远低于压缩强度。但是，材料不管是塑性的还是脆性的，将随材料所处的温度、 应变速率和应力状态等条件的变化而不同。.