比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同

材料力学实验报告-举例

实验一拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢(Q235)的屈服点σ，强度极限bσ，延伸率δ，断面收缩率ψ。

s2．测定铸铁的强度极限σ。

b3．观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。

4．熟悉试验机和其它有关仪器的使用。

二、实验设备1．液压式万能实验机；2．游标卡尺；3．试样刻线机。

三、万能试验机简介具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成；1）加载部分，利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。

2）测控部分，指示试件所受载荷大小及变形情况。

四、试验方法1．低碳钢拉伸实验（1）用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线，量试件直径，低碳钢试件标距。

（2）调整试验机，使下夹头处于适当的位置，把试件夹好。

（3）运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。

观察屈服现象。

（4）打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载荷F s=22.5kN，最大载荷F b =35kN。

（5）取下试件，观察试件断口: 凸凹状，即韧性杯状断口。

测量拉断后的标距长L1，颈缩处最小直径d1 Array低碳钢的拉伸图如图所示2．铸铁的拉伸其方法步骤完全与低碳钢相同。

因为材料是脆性材料，观察不到屈服现象。

在很小的变形下试件就突然断裂（图1-5），只需记录下最大载荷F b =10.8kN 即可。

b σ的计算与低碳钢的计算方法相同。

六、试验结果及数据处理表1-2 试验前试样尺寸表1-3 试验后试样尺寸和形状根据试验记录，计算应力值。

低碳钢屈服极限 MPa 48.28654.78105.223=⨯==A F s s σ低碳钢强度极限 MPa 63.44554.7810353=⨯==A F b b σ低碳钢断面收缩率 %6454.7827.2854.78%100010=-=⨯-=A A A ψ低碳钢延伸率 %25100100125%10001=-=⨯-=L L L δ铸铁强度极限 MPa 53.13754.78108.103=⨯==A F b b σ七、思考题1．根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。

材料力学实验报告

（1）
（2）
平均
125
6
6
6
试样断裂后简图
低碳钢
铸铁
凸凹状，即韧性杯状断口
沿横截面,断面粗糙
根据试验记录，计算应力值。
低碳钢屈服极限
低碳钢强度极限
低碳钢断面收缩率
低碳钢延伸率
铸铁强度极限
七、思考题
1．根据实验画出低碳钢和铸铁的拉伸曲线。略
2．根据实验时发生的现象和实验结果比较低碳钢和铸铁的机械性能有什么不同?
答：低碳钢是典型的塑性材料，拉伸时会发生屈服，会产生很大的塑性变形，断裂前有明显的颈缩现象，拉断后断口呈凸凹状，而铸铁拉伸时没有屈服现象，变形也不明显，拉断后断口基本沿横截面，较粗糙。
3．低碳钢试样在最大载荷D点不断裂，在载荷下降至E点时反而断裂，为什么？
答：低碳钢在载荷下降至E点时反而断裂，是因为此时实际受载截面已经大大减小，实际应力达到材料所能承受的极限，在最大载荷D点实际应力比E点时小。
（1）用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线，量试件直径，低碳钢试件标距。
（2）调整试验机，使下夹头处于适当的位置，把试件夹好。
（3）运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。观察屈服现象。。
（4）打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载荷Fs=，最大载荷Fb=35kN。
（5）取下试件，观察试件断口: 凸凹状，即韧性杯状断口。测量拉断后的标距长L1，颈缩处最小直径d1。并将测量结果填入表1-3。
实验一拉伸实验
一、实验目的
1．测定低碳钢(Q235)的屈服点，强度极限，延伸率，断面收缩率。
2．测定铸铁的强度极限。
3．观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。

低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能

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，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,ζ—ε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（ζp ），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E 。

线性阶段后，ζ—ε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（ζe ），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(ζs ）。

当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面 1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。

铸铁和碳钢的区别

1.铸铁与碳钢都是铁碳合金。

铸铁与碳钢的根本区别是含碳量。

从金相图来看，含碳量在
2.08%（有的以2.11%分界）以上的为铁，以下为钢。

但在实际应用中，一般含碳量小于0.03%的叫熟铁或纯铁，含量在0.1-1.7%的叫钢。

钢又根据含碳量分低碳钢(C≤0.25%)；中碳钢(C≤0.25~0.60%)；.高碳钢(C>0.60%)。

一般中低碳钢为结构钢，而高碳钢多为工具钢。

2.铸铁与碳钢的区别
常用铸铁的成分与钢不同，铸铁的含碳量大于2%（常用2.5～4%C），其杂质远大于钢。

铸铁的组织中有石墨存在，石墨的强度近于零，因此石墨存在相当于钢的基体上存在裂缝或空洞，使铸铁的性能比钢低，特别是抗拉强度和塑性低，不能进行锻压加工，但其硬度和抗压强度较好，所以铸铁主要用于承受压力的零件。

工业上根据石墨形状不同分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。

球墨铸铁广泛用于汽车配件、军工机械等各个方面。

用炉前铁水碳硅分析仪可快速分析各种球墨铸铁中的碳、硅含量，能方便指导产品的质量。

低碳钢和铸铁力学性能分析

低碳钢和铸铁力学性能分析题目：低碳钢和铸铁的力学性能分析学院：机械工程学院学号：xxxxxxxxxxx 姓名：专业班级：xxx 指导老师：xxx 日期：2019年4月低碳钢和铸铁的力学性能分析作者：xxx作者单位：255000 山东理工大学摘要：材料的力学性能是指在外力作用下所表现出的抵抗能力。

由于载荷形式的不同，材料可表现出不同的力学性能，如强度、硬度、塑形、韧度、疲劳强度等。

材料的力学性能是零件设计、材料选择及工艺评定的主要依据。

本文主要讨论低碳钢和铸铁的力学性能在拉伸和压缩情况下的影响。

关键词：低碳钢、铸铁、拉伸、压缩（一）材料微观组成分析材料的微观结构几乎决定了外在性能，所以要了解研究材料的性能必须深入研究材料的组成成分。

而研究材料的组成成分需要从下面这张铁碳合金相图说起。

这张图记录了奥氏体在在不同温度下的恒温转变时组成成份和物质状态的变化。

低碳钢是指碳含量低于0.3%的碳素钢;铸铁是指碳含量在2.11%-6.69%的金属，其中用于拉伸和压缩试验的铸铁为灰口铸铁，成分一般范围为Wc=2.5%-4.0% Wsi=1.0%-2.2% Wmn=0.5%-1.3%Ws≤0.15% Wp≤0.3%。

低碳钢经过奥氏体转变的基体是铁素体和珠光体，灰口铸铁的基体是珠光体二次渗碳体和莱氏体。

铁素体和工业纯铁相似，塑形韧性较好，强度硬度较低。

渗碳体是一种复杂的间隙化合物，硬度很高，但塑性和韧性几乎为零，是钢中的主要强化相。

珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，常见的形态是两者呈片层相间分布，片层越细强度越高。

铸铁中的莱氏体是由珠光体和渗碳体组成的机械混合物，其中渗碳体较多，脆性大，硬度高，塑形很差。

12（二）拉伸试验12A :奥氏体 F:铁素体 P:珠光体 Fe3C:渗碳体 Ld：莱氏体δ：固相区 L:液相区1低碳钢碳含量较低，请强度硬度低，塑形较好，拉伸实验结果3如图可分为四个阶段，即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，对应应力大小分别为ζe、ζs、ζp,材料的变形程度逐渐变大。

比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同

比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同
1. 比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同
低碳钢是塑性资料，抗拉强度大，分为弹性阶段、信服阶段、增强阶段、局部变
形阶段。

而铸铁是脆性资料，抗拉强度小，没有信服和缩颈现象，拉断前的应变
很小。

2试件的形状和尺寸对测定弹性模量有无影响
弹性模量之和零件的资料有关。

至于零件的形状和尺寸改变不会影响弹性模量。

1为什么低碳钢压缩时测不出破坏荷载，而铸铁压缩时测不出信服荷载？
低碳钢延伸率大，在承受压缩荷载时，开初变形较小，力的大小沿直线上升，载
荷进一步加大时，试件被压成鼓形，最后压成饼形而不破坏，故其强度极限没法测定。

也就是说低碳钢压缩时弹性模量 E 和信服极限σS与拉伸时同样，不存在抗压强度极限。

铸铁是脆性资料其状况正好与低碳钢相反，没有信服现象，因此压缩时测不出信服载荷
3.经过拉伸与压缩实验，比较低碳钢的信服极限在拉伸与压缩时的差异？
信服极限:信服极限是使试样产生给定的永久变形时所需要的应力,金属资料试样承受的外力超出资料的弹性极限时,固然应力不再增添,但是试样仍发生明显的塑性变形 ,这类现象称为信服 .
低碳钢的拉伸信服极限 :有一个比较明显的点 ,即试件会比较明显的被忽然拉长.低碳钢的压缩信服极限 : 没有有一个比较明显的点 . 因为它会随压力增添 , 截面积变大 .。

低碳钢和铸铁的拉伸实验

实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的要求１．测定低碳钢的流动极限S σ、强度极限b σ、延伸率δ、截面收缩率ψ和铸铁的强度极限b σ。

２．低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（L F ∆-曲线）。

３．比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。

二、实验设备和仪器CMT5504/5105电子万能试验机、游标卡尺等图1-1 CMT5504/5105电子万能试验机三、拉伸试件金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。

图中工作段长度l 称为标距，试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定，两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。

为了使实验测得的结果可以互相比较，试件必须按国家标准做成标准试件，即d l 5=或d l 10=。

对于一般板的材料拉伸实验，也应按国家标准做成矩形截面试件。

其截面面积和试件标距关系为A l 3.11=或A l 65.5=，A 为标距段内的截面积。

低碳钢拉伸铸铁拉伸图1-2 拉伸试件四、实验原理和方法1．低碳钢拉伸实验低碳钢试件在静拉伸试验中，通常可直接得到拉伸曲线，如图1—3所示。

用准确的拉σ-曲线。

首先将试件安装于试验机的夹头内，之后匀速缓伸曲线可直接换算出应力应变ε慢加载(加载速度对力学性能是有影响的，速度越快，所测的强度值就越高)，试样依次经过弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段，其中前三个阶段是均匀变形的。

图1-3 低碳钢拉伸曲线OA段，没有任何残留变形。

在弹性阶段，载荷与变形(1) 弹性阶段是指拉伸图上的'是同时存在的，当载荷卸去后变形也就恢复。

在弹性阶段，存在一比例极限点A，对应的应σ，此部分载荷与变形是成比例的。

力为比例极限p(2) 屈服阶段对应拉伸图上的BC段。

金属材料的屈服是宏观塑性变形开始的一种标志，是由切应力引起的。

在低碳钢的拉伸曲线上，当载荷增加到一定数值时出现了锯齿现象。

这种载荷在一定范围内波动而试件还继续变形伸长的现象称为屈服现象。

材料力学实验指导书-2013

实验1 拉伸实验一、实验目的1、观察拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化、颈缩及断裂)。

2、测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率Ψ。

3、测定铸铁的强度极限σb。

4、比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)机械性质的特点。

二、实验设备1、万能材料试验机2、游标卡尺三、试件为了避免试件尺寸和形状对实验结果的影响，且便于各种材料的机械性质间的互相比较，应采用国家标准GB 6228一76所规定的试件，通常采用的是低碳钢和铸铁圆棒试件，其直径d和试验段长度(标距)l满足l／d=10或5，例如：可采用d=10mm的圆棒试件。

四、实验原理材料的力学性能指标屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率是由拉伸破坏实验来确定的。

实验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢和铸铁的拉伸图。

由自动绘图器绘出的拉伸图中、拉伸变形是整个试件的伸长（不只是标距部分的伸长)，并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹板中的滑动等。

试件开始受力时，头部在夹头内的滑动很大，故绘出的拉伸图最初—般是曲线。

对于低碳钢材料，屈服阶段(B-C)常成锯齿形，上屈服点B受到变形和试件形状等的影响较大，下屈服点B则比较稳定，故工程上均以B点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P。

确定屈服载荷Ps时，必须注意观察指针的转动情况，一般规定测力指示首次回转后所指示的最小载荷即为屈服载荷。

试件拉伸达到最大载荷Pb以前，在标距范围内的变形是均匀的．从最大载荷开始，产生局部伸长和颈缩．细颈出现后，横截面面积迅速减少，继续拉伸所需的载荷也变得小了，直至E点断裂为止．最初在对试件加载时，主动针即随载荷的增加向前转动，同时它还推动另外—个指针(副针)前进。

当达到最大载荷P时，主动指针开始后退，而副针则停留在载荷最大值的刻度上，副针给出的读数即为最大载荷。

铸铁试件在承受拉力变形极小时，就达到最大载荷而突然发生断裂．它没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。

材料力学性能实验(2个)要点

《材料力学性能》实验教学指导书实验项目：1. 实验总学时：4 准静态拉伸2. 不同材料的冲击韧性材料科学与工程学院实验中心工程材料及机制基础实验室实验一准静态拉伸一、实验目的1．观察低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）在准静态拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

2．测定低碳钢的屈服极限σs，强度极限σb，断后延伸率δ和断面收缩率ψ。

3．测定铸铁的强度极限σb。

4．比较低碳钢和铸铁的力学性能的特点及断口形貌。

二、概述静载拉伸试验是最基本的、应用最广的材料力学性能试验。

一方面，由静载拉伸试验测定的力学性能指标，可以作为工程设计、评定材料和优选工艺的依据，具有重要的工程实际意义。

另一方面，静载拉伸试验可以揭示材料的基本力学行为规律，也是研究材料力学性能的基本试验方法。

静载拉伸试验，通常是在室温和轴向加载条件下进行的，其特点是试验机加载轴线与试样轴线重合，载荷缓慢施加。

在材料试验机上进行静拉伸试验，试样在负荷平稳增加下发生变形直至断裂，可得出一系列的强度指标（屈服强度σs和抗拉强度σb）和塑性指标（伸长率δ和断面收缩率ψ）。

通过试验机自动绘出试样在拉伸过程中的伸长和负荷之间的关系曲线，即P—Δl曲线，习惯上称此曲线为试样的拉伸图。

图1即为低碳钢的拉伸图。

试样拉伸过程中，开始试样伸长随载荷成比例地增加，保持直线关系。

当载荷增加到一定值时，拉伸图上出现平台或锯齿状。

这种在载荷不增加或减小的情况下，试样还继续伸长的现象叫屈服，屈服阶段的最小载荷是屈服点载荷Ps，Ps除以试样原始横截面面积Ao即得到屈服极限σs：σs=Ps A0试样屈服后，要使其继续发生变形，则要克服不断增长的抗力，这是由于金属材料在塑性变形过程中不断发生的强化。

这种随着塑性变形增大，变形抗力不断增加的现象叫做形变强化或加工硬化。

由于形变强化的作用，这一阶段的变形主要是均匀塑性变形和弹性变形。

当载荷达到最大值Pb后，试样的某一部位截面积开始急剧缩小，出现“缩颈”现象，此后的变形主要集中在缩颈附近，直至达到Pb 试样拉断。

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，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，σ-ε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（σp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。

线性阶段后，σ-ε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（σe），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（σs）。

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。

低碳钢和铸铁两种材料扭转机械性能的比较

低碳钢和铸铁两种材料扭转机械性能的比较
扭转机械性能是材料力学性能中的一个重要参数，通常用来描述材料的抗扭强度、韧
性和可塑性等方面的性能。

在工程及制造领域中，常见的扭转构件包括轴、链轮和齿轮等，而材料的选择和设计则需要结合其扭转机械性能和实际使用条件来综合考虑。

本文将对低
碳钢和铸铁这两种常见的材料进行扭转机械性能的比较，并探讨其优缺点和适用领域。

低碳钢是一种具有较高韧性和可塑性的钢材，其含碳量一般在0.1%以下。

低碳钢具有良好的可焊性、耐腐蚀性和较高的加工性能，适用于许多需要高强度、高韧性和良好可塑
性的工程应用。

在扭转机械性能方面，由于低碳钢的晶体结构比较均匀，因此其抗扭强度
较高，具有较好的耐疲劳性和抗变形能力。

此外，低碳钢的断裂延伸度较高，意味着其具
有较好的韧性和可塑性，可以避免在扭转过程中产生严重的断裂和碎裂现象。

铸铁则是一种优秀的铸造材料，其主要成分是铁、碳和硅等元素。

铸铁结构复杂，常
常带有许多气孔和夹杂物，因此其机械性能一般较差，不能像钢那样进行冷加工。

不过，
铸铁具有高硬度、较好的耐磨性和抗腐蚀性等特点，可以用于一些强度要求不高、但需要
耐磨耐腐蚀的工程应用。

在扭转机械性能方面，铸铁的抗扭强度和断裂延伸度较低，容易
发生断裂和塑性失稳现象，特别是在低温环境下更加明显。

总的来说，低碳钢和铸铁在扭转机械性能方面都有其独特的优势和适用领域。

在选择
材料时，需要根据实际使用条件、工程要求和成本等方面进行综合考虑，并进行合理的设
计和加工处理，以确保扭转构件能够具备足够的强度和韧性，满足实际的使用要求。

材料力学实验报告

材料力学实验报告对应课程学号学生专业班级指导教师成绩总评学年第学期目录1.低碳钢及铸铁拉伸破坏实验………………………………………(3 )2.低碳钢及铸铁压缩破坏实验………………………………………(8 )3.引伸计法测定材料的弹性模量……………………………………( 12 )4.低碳钢及铸铁扭转破坏实验 (15)5.载荷识别实验……………………………………………………… ( 19) 成绩总评定:低碳钢及铸铁拉伸破坏实验实验日期：同组成员：一、实验目的及原理二、实验设备和仪器1、试验机名称及型号：吨位：精度：2、量具名称：精度：三、实验步骤（一）、低碳钢、铸铁拉伸实验步骤：四、试样简图低碳钢试样铸铁试样五、实验数据及计算低碳钢拉伸试验（一）试件尺寸(b)试验后屈服极限：==)(0MPa A F ss σ强度极限：==)(0MPa A F bb σ断后延伸率：=⨯-=%100)(01L L L O δ断面收缩率：=⨯-=%100010A A Aψ铸铁拉伸试验(b)试验后强度极限：==)(0MPa A F bb σ（二）绘出低碳钢的“力—位移、及铸铁的“力－位移”曲线低碳钢铸铁六、讨论1、低碳钢和铸铁两种材料拉伸机械性能的比较2、为什么在拉伸实验中必须采用标准试件或比例试件？材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？3、根据实验观察低碳钢、铸铁断口形态，分析其破坏的原因。

低碳钢及铸铁压缩破坏实验实验日期：同组成员：一、实验目的及原理二、实验设备和仪器1、试验机名称及型号：吨位：精度：2、量具名称：精度：三、实验步骤（一）、低碳钢、铸铁压缩实验步骤：四、试样简图低碳钢试样铸铁试样五、实验数据及计算低碳钢压缩试验（一）试件尺寸(a)试验前(b)试验后数据计算屈服应力：==)(0MPa A F ss σ 铸铁压缩试验(b)试验后数据计算强度极限：==)(0MPa A F bb σ（二）绘出低碳钢压缩的“力—位移、及铸铁压缩的“力－位移”曲线低碳钢铸铁六、讨论1、低碳钢和铸铁两种材料压缩机械性能的比较2、试件偏心受压对试验结果有何影响？3、为什么不能求塑性材料的强度极限？4、铸铁拉、压破坏时断口为何不同？引伸计法测定材料的弹性模量实验日期：同组成员：一、实验目的及原理二、实验设备和仪器1、试样材料：2、试验机名称及型号：吨位：精度：3、量具名称：精度：三、实验步骤四、实验数据及计算试件尺寸引伸计法测E数据表计算：=∆∆=ii A PL E δ00==∑=nE ni i E 1五、讨论（1）试件尺寸和形状对测定弹性模量E 有无影响？为什么？（2）影响实验结果的因素是什么？为何要用等量加载法进行实验？低碳钢及铸铁扭转破坏实验实验日期：同组成员：一、实验目的及原理二、实验设备和仪器1、试验机名称及型号：吨位：精度：2、量具名称：精度：三、实验步骤（一）、低碳钢、铸铁扭转实验步骤：四、试样简图低碳钢试样铸铁试样五、实验数据及计算低碳钢扭转实验测试数据处理屈服极限：S τ=)(MPa W M PS⋅＝强度极限：b τ=)(MPa W M Pb⋅＝ M —ϕ关系曲线（附后）铸铁扭转实验测试数据处理：强度极限 ==ρτW M bb （Mpa ）曲线图（附后）六、讨论1、低碳钢和铸铁两种材料扭转机械性能的比较2、低碳钢拉伸和扭转的断裂方式是否一样？破坏原因是否相同？3、绘出低碳钢的“扭矩—扭转角、及铸铁的“扭矩－扭转角”曲线低碳钢铸铁.载荷识别实验实验任务书载荷识别实验实验方案一、实验设备二、实验简图三、实验步骤四、实验数据及计算2、实验数据计算：。

比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同

比较低碳钢和铸铁的机械性能有何不同
低碳钢和铸铁是常见的金属材料，它们在机械性能上存在一些不同。

一、强度和硬度方面的不同
低碳钢相比铸铁具有更好的强度和硬度，即低碳钢的硬度要比铸铁高。

这是因为低碳钢的含碳量较低，更加纯净，因此具有更好的强度和硬度。

铸铁中含有较多的碳，这使得铸铁的硬度较高，但铸铁的强度相对较低，容易发生脆裂。

低碳钢强度高、韧性好，有更高的疲劳极限。

二、塑性方面的不同
低碳钢的塑性比铸铁高，铸铁容易出现断裂。

塑性是指材料在受力时，能够发生塑性变形的能力，低碳钢的塑性越好，材料受力时变形能力就越强。

铸铁的耐磨性比低碳钢更好，这是铸铁含碳量较高的原因。

铸铁中含有大量的碳素，能够形成硬度高、耐磨的表面层，因此铸铁用于制造摩擦材料时比低碳钢更合适。

低碳钢虽然硬度较低，但更容易进行热处理和表面渗碳处理，例如氮化、渗氮等方法提高表面硬度，增加耐磨性。

低碳钢和铸铁均容易发生腐蚀，但低碳钢的抗腐蚀性比铸铁好，可以在一定程度上减少腐蚀。

这是因为低碳钢中的铁元素较纯，且含量低，容易与其他材料形成氧化物，增加防锈性能。

铸铁中含有较多的碳，易受空气中的水汽和含酸性气体等腐蚀，容易出现锈蚀。

所以铸铁常进行镀锌等表面处理来增加抗腐蚀性。

综上所述，低碳钢和铸铁在机械性能上有一些不同。

低碳钢具有更好的强度和塑性，铸铁耐磨性更好，但低碳钢的抗腐蚀性比铸铁好。

选择哪种材料应根据具体的使用场景和要求进行选择。

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，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，ζ-ε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（ζp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。

线性阶段后，ζ-ε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（ζe），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（ζs）。

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。

材料力学实验报告答案

篇一：材料力学实验报告答案材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分）1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。

2. 测定铸铁的强度极限σb。

3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（p－δl曲线）。

4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。

二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm三、实验数据（2分）四、实验结果处理（4分）sbpsa0pba0＝300mpa 左右＝420mpa 左右＝20～30％左右＝60～75％左右l1?l0100％ l0a0?a1100％ a0＝五、回答下列问题（2分，每题0.5分）1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。

略2、画出拉伸曲线图。

3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。

低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。

4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。

压缩实验报告一、实验目的（1分）1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb。

2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。

二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机（0.5分）测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm （0.5分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分）bpb=740mpaa0左右五、回答下列思考题（3分）1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。

略2. 绘出两种材料的压缩曲线。

略3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫？当试件的两端稍有不平行时，利用试验机上的球形承垫自动调节，可保证压力通过试件的轴线。

4. 对压缩试件的尺寸有何要求？为什么？1?h03 d0试件承受压缩时，上下两端与试验机承垫之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受阻，导致测得的抗压强度比实际偏高。

试件越短，影响越明显。

低碳钢与铸铁材料力学性能差异

低碳钢与铸铁材料力学性能差异
低碳钢和铸铁材料在力学性能上有一些差异。

1. 强度：低碳钢的强度通常高于铸铁。

低碳钢具有较高的屈服强度和抗拉强度，适用于要求较高强度的应用。

而铸铁的强度比较低，通常用于对强度要求不高的应用。

2. 延展性：低碳钢比铸铁具有更好的延展性。

低碳钢可以在一定程度上进行变形和拉伸，而铸铁的延展性较差，易于断裂。

3. 韧性：低碳钢比铸铁有更好的韧性。

韧性是指材料在受力下可以吸收和消散能量的能力，低碳钢具有较好的抗冲击性能和抗疲劳性能，而铸铁的韧性相对较差。

4. 硬度：铸铁通常比低碳钢具有更高的硬度。

铸铁在冷却过程中会形成大量的碳化物，在材料中形成硬而脆的组织，因此具有较高的硬度。

低碳钢通常具有较低的硬度。

需要注意的是，具体的力学性能差异还取决于具体的低碳钢和铸铁的成分和处理方式。

某些特殊情况下，铸铁的一些特殊合金成分可以提高其强度和硬度，而低碳钢也可以通过热处理等方式来改变其力学性能。

材料弯曲实验报告

材料弯曲实验报告篇一：3-材料力学实验报告(弯曲)材料力学实验报告（二）实验名称：弯曲正应力实验一、实验目的二、实验设备及仪器三、实验记录测点1的平均读数差ΔA1平=? ? ? ? A? 10 ? ?61平1平梁的材料：低碳钢(Q235) 梁的弹性模量E=200GPa梁的截面尺寸高H=宽b= 加载位置 a=W ? bH2抗弯截面模量 Z 6?平均递增载荷? P 平 ?与ΔP相应的弯矩 ? M ? ?Pmax2平? a ?四、测点1实验应力值与理论应力值的比较?1 实 ?E . ??1平?? ?Mmax1 理 ?W?Z误差： ?1理??1实? 100?%?1理五、回答问题1．根据实验结果解释梁弯曲时横截面上正应力分布规律。

2.产生实验误差的原因是由哪些因素造成的？审阅教师篇二：材料力学实验报告(2)实验一拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢(Q235)的屈服点?s，强度极限?b，延伸率?，断面收缩率?。

2．测定铸铁的强度极限?b。

3．观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。

4．熟悉试验机和其它有关仪器的使用。

二、实验设备1．液压式万能实验机；2．游标卡尺；3．试样刻线机。

三、万能试验机简介具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成；1）加载部分，利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。

2）测控部分，指示试件所受载荷大小及变形情况。

四、试验方法1．低碳钢拉伸实验（1）用画线器在低碳钢试件上画标距及10等分刻线，量试件直径，低碳钢试件标距。

（2）调整试验机，使下夹头处于适当的位置，把试件夹好。

（3）运行试验程序，加载，实时显示外力和变形的关系曲线。

观察屈服现象。

（4）打印外力和变形的关系曲线，记录屈服载荷Fs=22.5kN，最大载荷Fb =35kN。

（5）取下试件，观察试件断口: 凸凹状，即韧性杯状断口。