低碳钢拉伸的四个阶段

内容提要：【低碳钢拉伸的四个阶段】热度：96

低碳钢，也被称为软钢或者普通碳素结构钢，是一种碳含量低于0.25%的碳素钢。由于碳含量较低，低碳钢的强度和硬度相对较低，更为柔软。这种钢材广泛应用于工程结构件，并且也适用于需要耐磨性能的机械零件。

1. 低碳钢在拉伸过程中可分为几个阶段,各有何特点

低碳钢拉伸的四个阶段：

1. 弹性阶段
2. 屈服阶段
3. 强化阶段
4. 颈缩阶段

1、弹性阶段

随着荷载的增加，应变随应力成正比增加。如卸去荷载，试件将恢复原状，表现为弹性变形，与A点相对应的应力为弹性极限。

2、屈服阶段

应力与应变不成比例，开始产生塑性变形，应变增加的速度大于应力增长速度，钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。

3、强化阶段

抵抗塑性变形的能力又重新提高，变形发展速度比较快，随着应力的提高而增强。

4、颈缩阶段

材料变形迅速增大，而应力反而下降。试件在拉断前，于薄弱处截面显著缩小，产生“颈缩现象”，直至断裂。

2. 软钢在拉伸过程中经历几个阶段,每个阶段的特点是什么?

低碳钢是塑性材料,无论拉还是压,让它发生塑性变形所需的力基本一样大,所以二者的屈服点(即屈服强度)基本相同。铸铁在受压的时候,在很小的力量下,就会瓦解, 所以铸铁不能作为承压的受力件。

低碳钢（low carbon 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， 常用於制造链条， 铆钉， 螺栓， 轴等。

铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。

3. 软钢拉伸过程中分为几个阶段

低碳钢从受拉至拉断，分为以下四个阶段。

1 弹性阶段

随着荷载的增加，应变随应力成正比增加。如卸去荷载，试件将恢复原状，表现为弹性变形，与A点相对应的应力为弹性极限。在这一范围内，应力与应变的比值为一常量，称为弹性模量，用E表示。弹性模量反映钢材的刚度，是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。常用低碳钢的弹性模量E=2.0×105～2.1×105MPa，弹性极限E=180～200MPa。

2 屈服阶段

应力与应变不成比例，开始产生塑性变形，应变增加的速度大于应力增长速度，钢材抵抗外力的能力发生“屈服”了。

该阶段在材料万能试验机上表现为指针不动（即使加大送油）或来回窄幅摇动。

钢材受力达屈服点后，变形即迅速发展，尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值依据。

3 强化阶段

抵抗塑性变形的能力又重新提高，变形发展速度比较快，随着应力的提高而增强。

常用低碳钢的为385～520MPa。抗拉强度不能直接利用，但屈服点与抗拉强度的比值（即屈强比），能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小，表明材料的安全性和可靠性越高，结构越安全。但屈强比过小，则钢材有效利用率太低，造成浪费。常用碳素钢的屈强比为0.58～0.63，合金钢为0.65～0.75。

4 颈缩阶段

材料变形迅速增大，而应力反而下降。试件在拉断前，于薄弱处截面显著缩小，产生“颈缩现象”，直至断裂。

通过拉伸试验，除能检测钢材屈服强度和抗拉强度等强度指标外，还能检测出钢材的塑性。塑性表示钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力，它是钢材的一个重要性指标。钢材塑性用伸长率或断面收缩率表示。

4. 钢材一次拉伸过程中可分为4个阶段

按载荷的不同，金属材料的强度可分为抗拉、抗压、抗剪、抗扭、抗弯曲等五种。实际应用中最为广泛的是抗拉强度指标，这是因为知道抗拉强度就可以近似的预测其他强度指标，而且测定金属材料抗拉强度的方法——拉伸试验法也最为简单。

拉伸试验是在拉伸试验机上进行的。试验前预先将退火状态的普通低碳钢，按照国家标准（GB/T-2002)规定要求，制作成一定尺寸和形状的圆形拉伸试样，试验时，将试样放到试验机上，匀速缓慢地向试样两端施加轴向静拉力，直至拉断为止。在整个过程中把外加载荷与试样的相应变形量画成曲线，这就是金属材料的拉伸曲线图，又称为‘应力——应变曲线’。该曲线实际分为五个阶段：弹性变形阶段微量塑性变形阶段屈服阶段大量塑性变形阶段颈缩阶段。

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