低碳钢的屈服点
低碳钢应力应变曲线四个阶段
低碳钢应力应变曲线四个阶段低碳钢应力应变曲线通常可以分为四个主要阶段：弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
下面将对每个阶段进行详细讨论。
1.弹性阶段：弹性阶段是低碳钢应力应变曲线的初始阶段。
在该阶段，钢材受到外部应力作用时，会发生弹性变形，即钢材会在应力的作用下产生应变，但是当外部应力消失时，钢材能够恢复原来的形状和尺寸。
弹性阶段的特点是应力与应变成正比关系，并且应力-应变曲线是一条直线，即呈线性关系。
2.屈服阶段：屈服阶段是低碳钢应力应变曲线的第二个阶段。
在该阶段，随着外部应力的增加，钢材会出现塑性变形。
在某一特定应力水平下，钢材的应变会急剧增加，此时称为屈服点。
屈服点是低碳钢材发生塑性变形的临界点，一旦超过该点，钢材会继续发生塑性变形，而不会恢复原状。
3.塑性阶段：塑性阶段是低碳钢应力应变曲线的第三个阶段。
在该阶段，钢材发生了持续的塑性变形，应变随着应力的增加而增加，但是应变速率逐渐变缓。
这是因为材料的内部结构开始发生变化，晶体滑移和晶界滑移等塑性形变机制开始发挥作用。
在塑性阶段，钢材会发生塑性壁变和缩颈等现象，导致材料断面的减小。
4.断裂阶段：断裂阶段是低碳钢应力应变曲线的最后一个阶段。
在该阶段，钢材受到的应力超过其承受能力，导致断裂发生。
这一阶段的特点是应变速率急剧增加，应力随着应变的增加而迅速下降。
断裂阶段可以分为两个子阶段：颈缩阶段和断裂阶段。
在颈缩阶段，钢材会出现局部收缩，断面减小；在断裂阶段，钢材会发生完全断裂。
综上所述，低碳钢的应力应变曲线可以分为四个主要阶段。
在弹性阶段，钢材可以恢复原状；在屈服阶段，钢材发生了塑性变形；在塑性阶段，钢材继续发生塑性变形，而应变速率逐渐变缓；最后，在断裂阶段，钢材承受的应力超过其承受能力，导致断裂发生。
这些阶段的理解对于材料的力学性能和工程应用具有重要意义。
低碳钢拉伸
实验二 低碳钢的拉伸试验一、实验目的 1） 测定低碳钢的屈服强度s σ，抗拉强度b σ。
断后伸长率δ和断面收缩率ψ 2）观察低碳钢在拉伸过程中所出现的屈服、强化和缩颈现象，分析力与变形之间的关系，并绘制拉伸图。
3）学习、掌握万能试验机的使用方法及其工作原理。
二、实验设备（1） 试件：按《国标GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法》中的规定准备20#钢的圆形长比例拉伸试件，如图2－1所示。
图2-1 圆形拉伸试件图中L 0为标距长度，用于测量拉伸变形，单位为mm 。
（2）万能试验机：采用夹板式夹头，如图2-2。
夹头有螺纹，形状如2-3所示。
试件被夹持部分相应也有螺纹。
试验时，利用试验机的自动绘图器绘制低碳钢的拉伸图。
图2-2 夹板式夹头图 2-3用于圆形截面试件的夹头（3）游标卡尺。
三、实验原理（1）低碳钢拉伸的实验原理：低碳钢的拉伸图全面而具体的反映了整个变形过程。
观察自动绘图机绘出的拉伸图应如图2-4所示。
在试验之初，绘出的拉伸图是一段曲线，如图中虚线所示，这是因为试件开图2-4 低碳钢拉伸图始变形之前机器的机件之间和试件与夹具之间留有空隙，所以当试验刚刚开始时，在拉伸图上首先产生虚线所示的线段，继而逐步夹紧，最后只留下试件的变形。
为了消除在拉伸图起点处发生的曲线段。
须将图形的直线段延长至横坐标所得相交点O，即为拉伸图之原点。
随着载荷的增加，图形沿倾斜的直线上升，到达A点及B 点。
过B点后，低碳钢进入屈服阶段（锯齿形的BC段），B点为上屈服点，即屈服阶段中力首次下降前的最大载荷，用Psu来表示。
对有明显屈服现象的金属材料，一般只需测试下屈服点，即应测定屈服阶段中不计初始瞬时效应时的最小载荷，用Psl 来表示。
下屈服点的测定，并不是一件容易的事。
因为在屈服阶段中，当指针无规则上、下波动时，要准确捕捉屈服载荷的读数确实有一定的难度。
对试件连续加载直至拉断，由测力度盘或拉伸图上读出最大载荷Pb。
实验3-金属材料的压缩实验
实验三 金属材料的压缩实验一、实验目的1．测定低碳钢（Q235 钢）的压缩屈服点sc σ和铸铁的抗压强度bc σ。
2．观察、分析、比较两种材料在压缩过程中的各种现象。
二、设备和仪器1．WES-600S 型电液式万能试验机。
2．游标卡尺。
三、试样采用1525ϕ⨯（名义尺寸）的圆柱形试样。
四、实验原理低碳钢（Q235 钢）试样压缩图如图3-1b 所示。
试样开始变形时，服从胡克定律，呈直线上升，此后变形增长很快，材料屈服。
此时载荷暂时保持恒定或稍有减小，这暂时的恒定值或减小的最小值即为压缩屈服载荷F SC 。
有时屈服阶段出现多个波峰波谷，则取第一个波谷之后的最低载荷为压缩屈服载荷F SC 。
尔后图形呈曲线上升，随着塑性变形的增长，试样横截面相应增大，增大了的截面又能承受更大的载荷。
试样愈压愈扁，甚至可以压成薄饼形状（如图3-1a 所示）而不破裂，因此测不出抗压强度。
铸铁试样压缩图如图3-2a 所示。
载荷达最大值F bc 后稍有下降，然后破裂，能听到沉闷的破裂声。
铸铁试样破裂后呈鼓形，破裂面与轴线大约成45o，这主要是由切应力造成的。
图3-1 低碳钢试样压缩图 图3-2 铸铁试样压缩图五、实验步骤1．测量试样尺寸用游标卡尺在试样高度重点处两个相互垂直的方向上测量直径，取其平均值，记录数据。
2．开机打开试验机及计算机系统电源。
3．实验参数设置按实验要术，通过试验机操作软件设量试样尺寸等实验参数。
4．测试通过试验机操作软件控制横梁移动对试样进行加载，开始实验。
实验过程中注意曲线及数字显示窗口的变化。
实验结束后，应及时记求并保存实验数据。
5．实验数据分析及输出根据实验要求，对实验数据进行分析，通过打印机输出实验结果及曲线。
6．断后试样观察及测量取下试样，注意观察试样的断口。
根据实验要求测量试样的延伸率及断面收缩率 7．关机关闭试验机和计算机系统电源。
清理实验现场．将相关仪器还原。
六、实验结果处理1. 参考表3-1记录实验原始数据。
金属材料屈服强度知识
是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，也就是抵抗微量塑性变形的应力。
对于无明显屈服现象出现的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值作为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。
大于屈服强度的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。
如低碳钢的屈服极限为207M P a，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。
（1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）；（2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。
通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。
因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。
当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。
当应力达到b点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。
这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。
由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(R e L或Rp0.2)。
有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度。
首先解释一下材料受力变形。
材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。
建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。
屈服极限，常用符号σs，是材料屈服的临界应力值。
（1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）；（2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为材料发生0.2%延伸率）时的应力。
通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。
因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形，应变增大，使材料失效，不能正常使用。
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。
低碳钢和铸铁的压缩试验
（a ） （b ）图2-1FF sc△L（a ） （b ）图2-2F F bc△L§2 低碳钢和铸铁的压缩试验一、试验目的1．测定低碳钢的压缩屈服点和铸铁的抗压强度。
2．观察并分析两种材料在压缩过程中的各种现象。
二、设备和仪器1．电子万能试验机 2．游标卡尺三、试样低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试样一般制成圆柱形，其公差、表面粗糙度、两端面的平行度和对试样轴线的垂直度在国标GB7314-87中有明确规定。
目前常用的压缩试验方法是两端平压法。
由于试样两端面不可能理想地平行，试验时必须使用球形承垫（见图2-1a ），试样应置于球形承垫中心，藉球形承垫自动调节实现轴向受载。
由于试样的上下两端与试验机承垫之间会产生很大的摩擦力，它们阻碍着试样上部及下部的横向变形，导致测得的抗压强度较实际偏高。
当试样的高度相对增加时，摩擦力对试样中部的影响就会相应变小，因此抗压强度与比值h o ／d o 有关，同时考虑稳定性因素，为此国家标准对试样高度h o 与直径d o 之比规定在1～3的范围内。
本次实验采用10×15的圆柱形试样。
四、试验原理试验时缓慢加载，试验机自动绘出压缩图（即F-Δl 曲线）。
低碳钢试样压缩图如图2-1b 所示。
试样开始变形时，服从虎克定律，呈直线上升，此后变形增长很快，材料屈服。
此时载荷暂时保持恒定或稍有减小，这暂时的恒定值或减小的最小值即为压缩屈服载荷F SC 。
有时屈服阶段出现多个波峰波谷，则取第一个波谷之后的最低载荷为压缩屈服载荷F SC 。
以后图形呈曲线上升，随着塑性变形的增长，试样横截面相应增大，增大了的截面又能承受更大的载荷。
试样愈压愈扁，甚至可以压成薄饼形状（如图2-1a 所示），而不破裂，所以测不出抗压强度。
铸铁试样压缩图如图2-2a 所示。
载荷达最大值F bc 后稍有下降，然后破裂，能听到沉闷的破裂声。
SC σbc σφ铸铁试样破裂后呈鼓形，并在与轴线大约成45°的面上破断，这主要是由切应力造成的。
材料力学实验报告
（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试验中的力学性能低碳钢具有良好的塑性，由R-ε曲线（图1-1)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)：R-ε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（Bˊ)作为材料屈服极限ReL。
ReL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，R-ε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R-ε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。
低碳钢
低碳钢低碳钢（mild steel）为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。
因此，其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。
这种钢还具有良好的焊接性。
含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削，常用于制造链条，铆钉，螺栓，轴等。
特性：低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。
因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。
这种钢材具有良好的焊接性。
碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。
低碳钢有较大的时效倾向，既有淬火时效倾向，还有形变时效倾向。
当钢从高温较快冷却时，铁素体中碳、氮处于过饱和状态，它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物，因而钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，这种现象称为淬火时效。
低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。
低碳钢经形变产生大量位错，铁素体中的碳、氮原子与位错发生弹性交互作用，碳、氮原子聚集在位错线周围。
这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团（柯垂耳气团）。
它会使钢的强度和硬度提高而塑性和韧性降低，这种现象称为形变时效。
形变时效比淬火时效对低碳钢的塑性和韧性有更大的危害性，在低碳钢的拉伸曲线上有明显的上、下两个屈服点。
自上屈服点出现直到屈服延伸结束，在试样表面出现由于不均匀变形而形成的表面皱褶带，称为吕德斯带。
不少冲压件往往因此而报废。
其防止方法有两种。
一种高预形变法，预形变的钢放置一段时间后冲压时也会产生吕德斯带，因此预形变的钢在冲压之前放置时间不宜过长。
另一种是钢中加入铝或钛，使其与氮形成稳定的化合物，防止形成柯氏气团引起的形变时效力学性能：低碳钢为塑性材料。
钢筋的屈服强度
钢筋的屈服强度是什么？屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。
对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。
大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。
如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。
钢筋屈服强度屈服强度：大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，没法恢复。
这个压强叫做屈服强度。
如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。
（1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）；（2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。
通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。
因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。
当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。
当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。
这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。
由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。
有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yield st rength）。
首先解释一下材料受力变形。
材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。
建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。
冷轧产品的屈服点、抗拉强度、伸长率
≥ ≥ ≥ ≥ ≥ ≥ ≥
215 215 235 235 235 235 205 ≥ 235 ≥ 215 ≥ 215 ≥ 215 ≥ 170 ≥ 205 ≥ 230 ≥ 230 ≥ 245 ≥ 255 ≥ 255
335～450 335～450 375～500 375～500 375～500 375～500 ≥ 370 ≥ 390 360～510 360～510 360～510 ≥ 290 ≥ 310 ≥ 330 ≥ 330 430～580 410～550 410～550 355～500 355～500
≥ 25
Z
-
碳素结构钢
SPFC440 St44-3G Grad D-1 Grad D-2 St52-3G Q275 SPFC490 SPFC540 St52-3G Grad E
≥ 265 ≥ 245 ≥ 275 ≥ 275 ≥ 325 ≥ 275 ≥ 295 ≥ 325 ≥ 325 ≥ 550
屈服点 Mpa DC01 130～260 SPCC(CQ) St12(CQ) ≤280 Q195 ≥ 195 10P/S 08P/S 08AIP/S SPCC(CQ) St12(CQ) ≤280 FEP01(CQ) 140～280 A类 140～275 B类 140～275 C类 140～275 SPCD(DQ) St13(DQ) ≤240 10Z 08Z 08AI Z SPCD(DQ) USt13(DQ) ≤250 RRSt13 ≤240 FeP03 140～240 SPCE ≤210 ≥ 270 F/HF/ZF St14 ≤210 270～350 F/HF/ZF St14 T ≤210 270～350 牌 号 08AI F 08AI HF 08AI ZF SPCE St14 FeP04 A类 B类 St15 FeP05 St16 BSC2(BIF2) BSC3(BIF3) FeP06 ≤216 ≤235 ≤206 ≤196 ≤210 140～210 150～240 150～240 ≤195 140～180 ≤190 ≤190 ≤180 120～180 255～343 255～343 255～334 255～324 ≥ 270 270～350 270～350 250～330 270～330 260～330 260～330 250～320 270～350
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
低碳钢是塑性材料，抗拉强度大，分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。
而铸铁是脆性材料，抗拉强度小，没有屈服和缩颈现象，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材料有关。
至于零件的形状和尺寸改变不会影响弹性模量。
1为何低碳钢压缩时测不出破坏荷载，而铸铁压缩时测不出屈服荷载？
低碳钢延伸率大，在承受压缩荷载时，起初变形较小，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，故其强度极限无法测定。
也就是说低碳钢压缩时弹性模量E和屈服极限σS与拉伸时相同，不存在抗压强度极限。
铸铁是脆性材料其情况正好与低碳钢相反，没有屈服现象，所以压缩时测不出屈服载荷
3.通过拉伸与压缩实验，比较低碳钢的屈服极限在拉伸与压缩时的差别？
屈服极限:屈服极限是使试样产生给定的永久变形时所需要的应力,金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时,虽然应力不再增加,但是试样仍发生明显的塑性变形,这种现象称为屈服.
低碳钢的拉伸屈服极限:有一个比较明显的点,即试件会比较明显的被突然拉长. 低碳钢的压缩屈服极限:没有有一个比较明显的点.因为它会随压力增加,截面积变大.。
钢板Q235B化学成分及力学性能
钢板Q235B
Q235B钢板，是一种低碳钢。
一、含义：Q+数字+质量等级符号组成。
钢号冠“Q”，Q代表屈服点，用“屈”大写“Q”字母表，数字表示屈服数值，单位“MPa”。
刚好后面的字母代表质量等级。
Q235质量等级分为：A、B、C、D。
A不做冲击试验，B在常温下做冲击试验，C在0℃做冲击试验，D在-20度做冲击试验。
脱氧方法符号：F为沸腾钢，B半镇静钢，Z镇静钢，TZ特殊镇静钢。
例：Q235B 表示屈服点为235MPa的碳素结构钢，质量等级为B
二、元素含量
三、力学性能
四、用途
Q235B是国内最常见的钢材之一，价格低廉能够胜任大多数对性能要求不高的产品
Q235B有一定的伸长率、强度，良好的韧性和铸造性，易于冲压和焊接，广泛用于一般的机械零件的制造，主要用于建筑、桥梁工程上质量要求不高的焊接结构件
五、加工与切割
所有材质均可切割，我司可按客户图纸要求进行钢板的全自动数控切割异型件、切割法兰圆盘、仿形件、钻孔，外协加工各类机械零部件、模具钢、轴承座、齿轮盘、钢结构件及焊接预埋件等，产品广泛应用于工程机械设备、锅炉容器配件、电力设备、矿山设备、机床、冶金设备、煤矿机械设备、造船、锻压件、发电设备等领域。
公司提供的钢板深加工切割业务，可以最大限度的为使用企业节省人力物力，实现其原材料零库存和大幅减少采购成本与减少设备投入和缩短加工交货周期的目的。
业务遍布于上海、江苏、浙江、山东、安徽、福建、江西、辽宁等省市。
六、尺寸与规格。
低碳钢应力-应变曲线(实用知识)
升，说明要使应变增加，必须增加应力，材料 又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称作强化， ce段称为强化阶段。曲线最高点所对应的应力
值记作 ，称b为材料的抗拉强度(或强度极限)，
它是衡量材料强度的又一个重要指标。
(4)缩颈断裂阶段
曲线到达e点前，试件的变形是均匀发生的，
2．标用标距于准：测试试件的：等截面部分长度；
圆截面试件标距：L0=10d0或5d0
技术教学
3
2、试验机
技术教学
4
技术教学
5
3、低碳钢拉伸曲线
技术教学
6
e
b
b
e P
a c s
o
f
2、屈服阶段bc（失去抵 抗变形的能力）
s — 屈服极限
3、强化阶段ce（恢复抵抗 变形的能力）
b — 强度极限
应力—应变曲线
技术教学
1
力表学现性出质 的： 力在 学外 性力 能作用§下材9料-4在变形和破坏方面所
一、拉伸时的应力——应变曲线
试
件
和
实
验 条 件
常 温 、
静
载
技术教学
2
1、 试件
（1）材料类型：
低碳钢： 塑性材料的典型代表； 灰铸铁： 脆性材料的典型代表；
标距
L0
（2）标准试件：
d0
标点
尺寸符合国标的试件；
伸长率: L1 L 100 %
L
断面收缩率 : A A1 100 %
A L1 —试件拉断后的标距
L —是原标距 A1 —试件断口处的最小横截面面积 A —原横截面面积。
、 值越大，其塑性越好。一般把 ≥5％的材 料称为塑性材料，如钢材、铜、铝等；把 <5％的
低碳钢和铸铁拉伸实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除低碳钢和铸铁拉伸实验报告篇一：低碳钢、铸铁的拉伸试验工程力学实验报告实验名称：试验班级：实验组号：试验成员：实验日期：一、试验目的1、测定低碳钢的屈服点?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．游标卡尺三、设备简介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、实验原理低碳钢和铸铁是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。
低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。
做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。
需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。
大致可分为四个阶段：（1）弹性阶段（ob段）在拉伸的初始阶段，ζ-ε曲线（oa段）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（ab段），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(:低碳钢和铸铁拉伸实验报告)弹性极限与比例极限非常接近。
（2）屈服阶段（bc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。
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试验中的力学性能标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能低碳钢具有良好的塑性，由R-ε曲线（图1-1)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)：R-ε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（Bˊ)作为材料屈服极限ReL。
ReL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，R-ε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R-ε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。
屈服极限符号
屈服极限符号一屈服强度的符号是σs。
屈服强度的单位是MPa(或N/mm2)。
屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限（常用符号σs），也就是抵抗微量塑性变形的应力。
大于屈服强度的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。
如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。
二屈服强度的符号是σs。
屈服强度的单位是MPa(或N/mm2)。
屈服强度是金属材料屈服时的屈服极限(常用符号)σs），也就是抵抗微性变形的应力。
对于没有明显屈服现象的金属材料，屈服强度以一定的残留变形为标准，通常为0.2\\作为屈服强度的%残留变形应力，符号为Rp0.2。
外力作用大于屈服强度，会使零件永久失效，无法恢复。
例如，低碳钢的屈服极限为207MPa，当外力大于这个极限时，零件会产生永久变形，小于这个，零件也会恢复到原来的样子。
扩展数据：建筑工程中常用的屈服标准有：1.比例极限应力-最合线性关系的最曲线上的线性关系，在国际上经常使用σp表示，超过σp一直以为材料开始屈服。
2、加载后再卸载弹性极限试样，以不出现残留永久变形为标准，材料能完全弹性恢复最大应力。
一般在国际上ReL表示。
应力超过ReL一直以为材料开始屈服。
对于没有明显屈服现象的金属材料，需要测量其规定的非比例伸长强度或剩余伸长应力，而对于有明显屈服现象的金属材料，可以测量其屈服强度、上屈服强度和下屈服强度。
一般来说，只测量屈服强度。
上屈服强度和下屈服强度屈服强度和下屈服强度：图示法和指针法。
三金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度。
屈服强度和抗拉强度是工程中常用的强度指标。
屈服强度σs和抗拉强度σb强度是指工程材料抗断裂和过度变形的力学性能之一。
常用的强度性能指标包括抗拉强度和屈服强度（或屈服点）。
铸铁和无机材料不屈服，因此其强度性能仅通过抗拉强度来衡量。
聚合物材料也使用抗拉强度。
低碳钢单向拉伸的四个阶段
低碳钢单向拉伸的四个阶段
低碳钢单向拉伸的四个阶段包括：弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
1. 弹性阶段：在这一阶段，低碳钢受力后会发生弹性变形，即在外力作用下发生形变，但不改变其原来的形状和体积，外力去除后恢复原状。
这一阶段的特点是应力和应变成比例关系，称为胡克定律。
2. 屈服阶段：随着拉伸力的增加，低碳钢开始发生塑性变形，应力和应变不再成比例关系。
当应力达到一定值时，材料开始发生塑性屈服，即在一定外力作用下，材料会发生不可逆的变形。
这一阶段的特点是应力先增加后减少，应变持续增加。
3. 塑性阶段：在这一阶段，材料继续发生塑性变形，应力和应变的增长曲线逐渐平缓。
这一阶段的特点是材料的塑性变形能力强，但材料的力学性能开始逐渐降低。
4. 断裂阶段：随着外力的不断增加，低碳钢最终会达到其承受极限而发生断裂。
在这一阶段，应力达到极值，材料内部开始出现裂纹，最终导致材料的破裂。
这一阶段的特点是应力急剧增加，材料的变形能力急剧降低，最终导致材料的破裂。