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1、低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能的力学性能低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能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，根据材料在常温，静荷载下拉伸试验所得的伸长率大小，静荷载下拉伸试验所得的伸长率大小，将材料将材料区分为塑性材料和脆性材料。区分为塑性材料和脆性材料。它是由试验来测定的。它是由试验来测定的。工程上常用的材工程上常用的材料品种很多，料品种很多，下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表，下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表，分析材料拉伸和分析材料拉伸和压缩时的力学性能。压缩时的力学性能。1.1.低碳钢拉伸实验低碳钢拉伸实验在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大
2、，材料呈现出不同的力学性能：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 1）弹性阶段）弹性阶段在拉伸的初始阶段，在拉伸的初始阶段，-曲线为一直线，说明应力与应变成正比，曲线为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。此阶段称为线形阶段。线性段的最高点则称为材料线性段的最高点则称为材料的比例极限（的比例极限（p p），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量，线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量 E E。线性。线性阶段后，阶段后，-曲线不为直线，应力应变不再成正比，但若在整个弹曲线不为直线，应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，性阶段卸
3、载，应力应变曲线会沿原曲线返回，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，载荷卸到零时，变形也变形也完全消失。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 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。，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 2）屈服阶段）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，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，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。这种现象成为屈服。使材料发生屈服的应力称为使材料发生屈服的应
4、力称为2 2屈服应力或屈服极限屈服应力或屈服极限（s s）。当材料屈服时，当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面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打磨，会发现试件表面呈现出与轴线成 4545斜纹。这是由于试件的斜纹。这是由于试件的4545斜截面上作用有最大切应力，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。作用面产生滑移所造成的，故称为滑移线。（3 3）强化阶段）强化阶段经过屈服阶段后，经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗这说明材料的抗变形能力又
5、增强了，变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。这种现象称为应变硬化。若在此阶段卸载，若在此阶段卸载，则卸则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线，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其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。大致相等。当载荷卸载到零时，当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，变形并未完全消失，应力减小至零时应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，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相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。应变称为弹性应变。卸载完之后，卸载完之后，立即再加载，立即再加载，则加载时的应力应变则加载时的应力应变关系基本上
6、沿卸载时的直线变化。关系基本上沿卸载时的直线变化。因此，因此，如果将卸载后已有塑性变形如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，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，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一这一现象称为冷作硬化。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，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该最高点对应的应力称为材料的强度极限材料的强度极限（b b），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷大载荷 FbFb。（4 4）局部变形阶段）局部变形阶段试样拉伸达到强度极限试样拉伸达到强度极限b b 之前，在标距范围内的变形是均匀的。当之前，在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限应力增大至强度极限b b 之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称3 34 45 5