
在扭转破坏时,低碳钢和铸铁展现出显著不同的破坏模式。铸铁断裂面通常呈45度螺旋形,而低碳钢则表现为垂直于加载方向的平面。这是由于铸铁在45度方向上承受主要拉应力,导致抗拉强度较低。相比之下,低碳钢的破坏主要是由较高的剪切应力引起的,显示出其剪切强度较差。
进一步探讨两者在扭曲过程中的差异,低碳钢在扭转过程中会经历屈服、加工硬化直至最终断裂,塑性变形程度较大。而铸铁在扭转时几乎不会发生塑性变形,直接破裂。这种差异反映了两种材料的塑性变形能力存在显著区别。
扭转试验是一种常用的测试方法,用于评估材料的强度和塑性,尤其是对于那些需要频繁加工或烧结的材料(如轴和弹簧)。通过扭转试验机进行的测试,能够反映材料的特性及其在应力条件下的行为。剪切应力会导致裂缝的截面和垂直线的出现,表明材料具有良好的塑性。而法向应力作用下,断裂部分的壁厚约为45度,这表明材料较为脆弱。
低碳钢因其较高的塑性变形能力,在工程应用中得到了广泛使用。然而,铸铁由于其较低的塑性变形能力,通常用于承受高应力的部件,如齿轮和轴承等。了解这两种材料在扭转破坏中的不同现象,有助于工程师们更好地选择合适的材料,以满足特定应用需求。