低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力
学性能
时间：2021.03.01 创作：欧阳语 低碳钢具有良好的塑性，由忽曲线(图11)可以看 出，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段:
弹性阶段(OA):试件的变形是弹性的。在这个范围内 卸载”试样仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形。习惯上 认为材料在弹性范围内服从虎克定律,其应力、应变为正比 关系，即
比例系数E代表直线(OA)的斜率，称作材料的弹性模 量。
屈服(流动)阶段(BC) : Rs曲线上出现明显的屈服 点。这表明材料暂时丧失抵抗继续变形的能力。这时，应力 基本上不变化,而变形快速增长。通常把下屈服点(B')作 为材料屈服极限ReL。RGL是材料开始进入塑性的标志。结 构、零件的应力一旦超过ReL ,材料就会屈服，零件就会因 为过量变形而失效。因此强度设计时常以屈服极限ReL作 为确定许可应力的基础。从屈服阶段开始，材料的变形包含 弹性和塑性两部分。如果试样表面光滑,材料杂质含量少, 可以清楚地看到表面有45。方向的滑移线。
强化阶段（CD）:屈服阶段结束后，Rs曲线又开始上 升,材料恢复了对继续变形的抵抗能力,载荷就必须不断增 长。如果在这一阶段卸载,弹性变形将随之消失,而塑性变 形将永远保留下来。强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。 卸载后若重新加载”加载线仍与弹性阶段平行”但重新加载 后，材料的弹性阶段加长、屈服强度明显提高,而塑性却相 应下降。这种现象称作为形变强化或冷作硬化。冷作硬化是 金属材料极为宝贵的性质之一。塑性变形和形变强化二者联 合，是强化金属材料的重要手段。例如喷丸，挤压,冷拨等 工艺,就是利用材料的冷作硬化来提高材料强度的。强化阶 段的塑性变形是沿轴向均匀分布的。随塑性变形的增长,试 样表面的滑移线亦愈趋明显。D点是RE曲线的最高点,定 义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度记作Rm。对低 碳钢来说Rm是材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进 入颈缩阶段的标志。
颈缩阶段（DE）:应力达到强度极限后，塑性变形开始 在局部进行。局部截面急剧收缩,承载面积迅速减少,试样 承受的载荷很快下降，直到断裂。断裂时,试样的弹性变形 消失”塑性变形则遗留在破断的试样上。材料的塑性通常用 试样断裂后的残余变形来衡量,单拉时的塑性指标用断后伸 长率A和断面收缩率Z来表示。即
Lu , Su分别代表试样拉断后的标距和断口的面积。 工程上通常认为,材料的断后伸长率A> 5%属于韧断， A< 5%则属于脆断。韧断的特征是断裂前有较大的宏观塑 性变形’断口形貌是暗灰色纤维状组织。低碳钢断裂时有很 大的
塑性变形，断口为杯状周边为45。的剪切唇，断口组织 为暗灰色纤维状，因此是一种典型的韧状断口。
铸铁是典型的脆性材料，其拉伸曲线如图11 (c )所 示。其拉伸过程较低碳钢简单,可近似认为是经弹性阶段直 接过渡到断裂。其破坏断口沿横截面方向,说明铸铁的断裂 是由拉应力引起，其强度指标只有Rm。由拉伸曲线可见， 铸铁断后伸长率甚小,所以铸铁常在没有任何预兆的情况下 突然发生脆断。因此这类材料若使用不当，极易发生事故。 铸铁断口与正应力方向垂直z断面平齐为闪光的结晶状组 织，是典型的脆状断口。
时间：2021.03.01
创作：欧阳语
低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能
