低碳钢的极限应力是什么
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发布时间：2022-04-24 03:30
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时间：2023-10-25 00:27
材料学的基本思路是，材料的性能（property）是由组织（microstructure）决定的，而组织是由材料的加工工艺（processing）决定的。就碳钢来说，通过不同的工艺获得的组织千差万别，产品的强度当然也会有所不同，所以一概而论地说碳钢的屈服极限和强度极限和含碳量成正比是不严谨的，好比说我拿一块含碳量只有0.4%的淬火马氏体，屈服强度能达到1 GPa，而另一块含碳量1%的珠光体屈服强度也就只有600 MPa左右。但我想题主想探讨的是在同样的组织的情况下，碳含量作为单一变量对材料性能的影响，这里我就用淬火马氏体作为例子来简单说明一下。
首先，马氏体的强度和碳含量在一定范围内的确是成正比的：
图中纵轴为硬度，但通常情况下认为材料的硬度和拉伸强度呈线性正相关（比例系数大约为3），所以如图所示含碳量小于0.8%时，基本是随着含碳量的增加材料变得越来越硬，也越来越强。要解释这个机理，就要考虑材料的强化机制，所以材料的屈服强度（[公式]）大概有这么几个来源：
[公式]
上面的公式右边，第一项是铁本身的晶格强度，第二项是固溶强化，第三项是晶界强化，第四项是第二相（析出物）强化，第五项是位错强化。除了第一项，碳含量对马氏体强度的影响在后四项中均有至关重要的作用。
固溶强化：碳原子作为溶质在固溶体中通过导致晶格畸变，提高了形变产生所需要越过的能量势垒，从而提高材料的强度。但通常认为碳原子的固溶强化对马氏体屈服强度的贡献并不多，基本在200 - 300 MPa左右。
晶界强化：在马氏体的语境下谈晶界，主要指的是lath boundary， plate boundary，block boundary等（当然前奥氏体晶界也大量存在于组织中，但由于强度贡献太低被忽略不计），而淬火前基体中的含碳量直接决定了淬火后的马氏体形貌。
如图所示，随着基体中含碳量的增加，淬火马氏体由最初的板条状（lath martensite）逐渐变为碟片状（plate martensite），边界间距逐渐缩小，而边界的密度逐渐增大，这些边界中存在大量整齐排列的位错，对提高材料强度有很大贡献。晶界强化的贡献大致类似于Hall-Patch效应，基本上与边界间距平方根成反比。
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时间：2023-10-25 00:28
铸铁为脆性材料，其压缩图在开始时接近于直线，与纵轴之夹角很小，以后曲率逐渐增大，最后至破坏，因此只确定其强度极限。
σbc＝Fbc/S
铸铁试件受压力作用而缩短，表明有很少的塑性变形的存在。当载荷达到最大值时，试件即破坏，并在其表面上出现了倾斜的裂缝（裂缝一般大致在与横截面成45°的平面上发生）铸铁受压后的破坏是突然发生的，这是脆性材料的特征。
从试验结果与以前的拉伸试验结果作一比较，可以看出，铸铁承受压缩的能力远远大于承受拉伸的能力。抗压强度远远超过抗拉强度，这是脆性材料的一般属性。
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时间：2023-11-16 01:25
材料学的基本思路是，材料的性能（property）是由组织（microstructure）决定的，而组织是由材料的加工工艺（processing）决定的。就碳钢来说，通过不同的工艺获得的组织千差万别，产品的强度当然也会有所不同，所以一概而论地说碳钢的屈服极限和强度极限和含碳量成正比是不严谨的，好比说我拿一块含碳量只有0.4%的淬火马氏体，屈服强度能达到1 GPa，而另一块含碳量1%的珠光体屈服强度也就只有600 MPa左右。但我想题主想探讨的是在同样的组织的情况下，碳含量作为单一变量对材料性能的影响，这里我就用淬火马氏体作为例子来简单说明一下。
首先，马氏体的强度和碳含量在一定范围内的确是成正比的：
图中纵轴为硬度，但通常情况下认为材料的硬度和拉伸强度呈线性正相关（比例系数大约为3），所以如图所示含碳量小于0.8%时，基本是随着含碳量的增加材料变得越来越硬，也越来越强。要解释这个机理，就要考虑材料的强化机制，所以材料的屈服强度（[公式]）大概有这么几个来源：
[公式]
上面的公式右边，第一项是铁本身的晶格强度，第二项是固溶强化，第三项是晶界强化，第四项是第二相（析出物）强化，第五项是位错强化。除了第一项，碳含量对马氏体强度的影响在后四项中均有至关重要的作用。
固溶强化：碳原子作为溶质在固溶体中通过导致晶格畸变，提高了形变产生所需要越过的能量势垒，从而提高材料的强度。但通常认为碳原子的固溶强化对马氏体屈服强度的贡献并不多，基本在200 - 300 MPa左右。
晶界强化：在马氏体的语境下谈晶界，主要指的是lath boundary， plate boundary，block boundary等（当然前奥氏体晶界也大量存在于组织中，但由于强度贡献太低被忽略不计），而淬火前基体中的含碳量直接决定了淬火后的马氏体形貌。
如图所示，随着基体中含碳量的增加，淬火马氏体由最初的板条状（lath martensite）逐渐变为碟片状（plate martensite），边界间距逐渐缩小，而边界的密度逐渐增大，这些边界中存在大量整齐排列的位错，对提高材料强度有很大贡献。晶界强化的贡献大致类似于Hall-Patch效应，基本上与边界间距平方根成反比。
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时间：2023-11-16 01:25
铸铁为脆性材料，其压缩图在开始时接近于直线，与纵轴之夹角很小，以后曲率逐渐增大，最后至破坏，因此只确定其强度极限。
σbc＝Fbc/S
铸铁试件受压力作用而缩短，表明有很少的塑性变形的存在。当载荷达到最大值时，试件即破坏，并在其表面上出现了倾斜的裂缝（裂缝一般大致在与横截面成45°的平面上发生）铸铁受压后的破坏是突然发生的，这是脆性材料的特征。
从试验结果与以前的拉伸试验结果作一比较，可以看出，铸铁承受压缩的能力远远大于承受拉伸的能力。抗压强度远远超过抗拉强度，这是脆性材料的一般属性。
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时间：2023-10-25 00:27
材料学的基本思路是，材料的性能（property）是由组织（microstructure）决定的，而组织是由材料的加工工艺（processing）决定的。就碳钢来说，通过不同的工艺获得的组织千差万别，产品的强度当然也会有所不同，所以一概而论地说碳钢的屈服极限和强度极限和含碳量成正比是不严谨的，好比说我拿一块含碳量只有0.4%的淬火马氏体，屈服强度能达到1 GPa，而另一块含碳量1%的珠光体屈服强度也就只有600 MPa左右。但我想题主想探讨的是在同样的组织的情况下，碳含量作为单一变量对材料性能的影响，这里我就用淬火马氏体作为例子来简单说明一下。
首先，马氏体的强度和碳含量在一定范围内的确是成正比的：
图中纵轴为硬度，但通常情况下认为材料的硬度和拉伸强度呈线性正相关（比例系数大约为3），所以如图所示含碳量小于0.8%时，基本是随着含碳量的增加材料变得越来越硬，也越来越强。要解释这个机理，就要考虑材料的强化机制，所以材料的屈服强度（[公式]）大概有这么几个来源：
[公式]
上面的公式右边，第一项是铁本身的晶格强度，第二项是固溶强化，第三项是晶界强化，第四项是第二相（析出物）强化，第五项是位错强化。除了第一项，碳含量对马氏体强度的影响在后四项中均有至关重要的作用。
固溶强化：碳原子作为溶质在固溶体中通过导致晶格畸变，提高了形变产生所需要越过的能量势垒，从而提高材料的强度。但通常认为碳原子的固溶强化对马氏体屈服强度的贡献并不多，基本在200 - 300 MPa左右。
晶界强化：在马氏体的语境下谈晶界，主要指的是lath boundary， plate boundary，block boundary等（当然前奥氏体晶界也大量存在于组织中，但由于强度贡献太低被忽略不计），而淬火前基体中的含碳量直接决定了淬火后的马氏体形貌。
如图所示，随着基体中含碳量的增加，淬火马氏体由最初的板条状（lath martensite）逐渐变为碟片状（plate martensite），边界间距逐渐缩小，而边界的密度逐渐增大，这些边界中存在大量整齐排列的位错，对提高材料强度有很大贡献。晶界强化的贡献大致类似于Hall-Patch效应，基本上与边界间距平方根成反比。
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时间：2023-10-25 00:28
铸铁为脆性材料，其压缩图在开始时接近于直线，与纵轴之夹角很小，以后曲率逐渐增大，最后至破坏，因此只确定其强度极限。
σbc＝Fbc/S
铸铁试件受压力作用而缩短，表明有很少的塑性变形的存在。当载荷达到最大值时，试件即破坏，并在其表面上出现了倾斜的裂缝（裂缝一般大致在与横截面成45°的平面上发生）铸铁受压后的破坏是突然发生的，这是脆性材料的特征。
从试验结果与以前的拉伸试验结果作一比较，可以看出，铸铁承受压缩的能力远远大于承受拉伸的能力。抗压强度远远超过抗拉强度，这是脆性材料的一般属性。
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时间：2023-10-25 00:27
材料学的基本思路是，材料的性能（property）是由组织（microstructure）决定的，而组织是由材料的加工工艺（processing）决定的。就碳钢来说，通过不同的工艺获得的组织千差万别，产品的强度当然也会有所不同，所以一概而论地说碳钢的屈服极限和强度极限和含碳量成正比是不严谨的，好比说我拿一块含碳量只有0.4%的淬火马氏体，屈服强度能达到1 GPa，而另一块含碳量1%的珠光体屈服强度也就只有600 MPa左右。但我想题主想探讨的是在同样的组织的情况下，碳含量作为单一变量对材料性能的影响，这里我就用淬火马氏体作为例子来简单说明一下。
首先，马氏体的强度和碳含量在一定范围内的确是成正比的：
图中纵轴为硬度，但通常情况下认为材料的硬度和拉伸强度呈线性正相关（比例系数大约为3），所以如图所示含碳量小于0.8%时，基本是随着含碳量的增加材料变得越来越硬，也越来越强。要解释这个机理，就要考虑材料的强化机制，所以材料的屈服强度（[公式]）大概有这么几个来源：
[公式]
上面的公式右边，第一项是铁本身的晶格强度，第二项是固溶强化，第三项是晶界强化，第四项是第二相（析出物）强化，第五项是位错强化。除了第一项，碳含量对马氏体强度的影响在后四项中均有至关重要的作用。
固溶强化：碳原子作为溶质在固溶体中通过导致晶格畸变，提高了形变产生所需要越过的能量势垒，从而提高材料的强度。但通常认为碳原子的固溶强化对马氏体屈服强度的贡献并不多，基本在200 - 300 MPa左右。
晶界强化：在马氏体的语境下谈晶界，主要指的是lath boundary， plate boundary，block boundary等（当然前奥氏体晶界也大量存在于组织中，但由于强度贡献太低被忽略不计），而淬火前基体中的含碳量直接决定了淬火后的马氏体形貌。
如图所示，随着基体中含碳量的增加，淬火马氏体由最初的板条状（lath martensite）逐渐变为碟片状（plate martensite），边界间距逐渐缩小，而边界的密度逐渐增大，这些边界中存在大量整齐排列的位错，对提高材料强度有很大贡献。晶界强化的贡献大致类似于Hall-Patch效应，基本上与边界间距平方根成反比。
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时间：2023-10-25 00:28
铸铁为脆性材料，其压缩图在开始时接近于直线，与纵轴之夹角很小，以后曲率逐渐增大，最后至破坏，因此只确定其强度极限。
σbc＝Fbc/S
铸铁试件受压力作用而缩短，表明有很少的塑性变形的存在。当载荷达到最大值时，试件即破坏，并在其表面上出现了倾斜的裂缝（裂缝一般大致在与横截面成45°的平面上发生）铸铁受压后的破坏是突然发生的，这是脆性材料的特征。
从试验结果与以前的拉伸试验结果作一比较，可以看出，铸铁承受压缩的能力远远大于承受拉伸的能力。抗压强度远远超过抗拉强度，这是脆性材料的一般属性。
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时间：2023-10-25 00:27
材料学的基本思路是，材料的性能（property）是由组织（microstructure）决定的，而组织是由材料的加工工艺（processing）决定的。就碳钢来说，通过不同的工艺获得的组织千差万别，产品的强度当然也会有所不同，所以一概而论地说碳钢的屈服极限和强度极限和含碳量成正比是不严谨的，好比说我拿一块含碳量只有0.4%的淬火马氏体，屈服强度能达到1 GPa，而另一块含碳量1%的珠光体屈服强度也就只有600 MPa左右。但我想题主想探讨的是在同样的组织的情况下，碳含量作为单一变量对材料性能的影响，这里我就用淬火马氏体作为例子来简单说明一下。
首先，马氏体的强度和碳含量在一定范围内的确是成正比的：
图中纵轴为硬度，但通常情况下认为材料的硬度和拉伸强度呈线性正相关（比例系数大约为3），所以如图所示含碳量小于0.8%时，基本是随着含碳量的增加材料变得越来越硬，也越来越强。要解释这个机理，就要考虑材料的强化机制，所以材料的屈服强度（[公式]）大概有这么几个来源：
[公式]
上面的公式右边，第一项是铁本身的晶格强度，第二项是固溶强化，第三项是晶界强化，第四项是第二相（析出物）强化，第五项是位错强化。除了第一项，碳含量对马氏体强度的影响在后四项中均有至关重要的作用。
固溶强化：碳原子作为溶质在固溶体中通过导致晶格畸变，提高了形变产生所需要越过的能量势垒，从而提高材料的强度。但通常认为碳原子的固溶强化对马氏体屈服强度的贡献并不多，基本在200 - 300 MPa左右。
晶界强化：在马氏体的语境下谈晶界，主要指的是lath boundary， plate boundary，block boundary等（当然前奥氏体晶界也大量存在于组织中，但由于强度贡献太低被忽略不计），而淬火前基体中的含碳量直接决定了淬火后的马氏体形貌。
如图所示，随着基体中含碳量的增加，淬火马氏体由最初的板条状（lath martensite）逐渐变为碟片状（plate martensite），边界间距逐渐缩小，而边界的密度逐渐增大，这些边界中存在大量整齐排列的位错，对提高材料强度有很大贡献。晶界强化的贡献大致类似于Hall-Patch效应，基本上与边界间距平方根成反比。
热心网友
时间：2023-10-25 00:28
铸铁为脆性材料，其压缩图在开始时接近于直线，与纵轴之夹角很小，以后曲率逐渐增大，最后至破坏，因此只确定其强度极限。
σbc＝Fbc/S
铸铁试件受压力作用而缩短，表明有很少的塑性变形的存在。当载荷达到最大值时，试件即破坏，并在其表面上出现了倾斜的裂缝（裂缝一般大致在与横截面成45°的平面上发生）铸铁受压后的破坏是突然发生的，这是脆性材料的特征。
从试验结果与以前的拉伸试验结果作一比较，可以看出，铸铁承受压缩的能力远远大于承受拉伸的能力。抗压强度远远超过抗拉强度，这是脆性材料的一般属性。
