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铸造低碳钢伸长率计算公式及概念
铸造低碳钢伸长率是指在拉伸试验中,铸造低碳钢试样在断裂时标距的伸长量与原始标距的百分比,它是衡量铸造低碳钢塑性变形能力的一个重要指标,通常用符号δ表示,其计算公式为:
δ=(L1-L0)÷L0X100%
其中,L0为试样的原始标距,L1为试样断裂后的标距。
意义
伸长率反映了材料在拉伸过程中发生塑性变形的程度,伸长率越高,表明材料的塑性越好,在受到外力作用时能够产生较大的塑性变形而不断裂,具有更好的抗变形能力和韧性。
影响因素
化学成分:碳含量增加,伸长率降低;适量合金元素对伸长率影响较小,杂质元素过多会降低伸长率。
铸造工艺:浇注温度过高或冷却速度过快,都会使伸长率降低。
热处理:退火、正火等热处理工艺可细化晶粒,消除应力,提高伸长率。
微观组织:晶粒细小、铁素体相含量高,伸长率较好;渗碳体数量多且分布不均,会降低伸长率。
杂质与缺陷:夹杂物、气孔、缩孔等会降低伸长率。
各类低碳钢伸长是分别是多少?
低碳钢的伸长率一般在20%至35%以上 。以下是一些常见低碳钢牌号及其伸长率范围:
GB/T 699-1999中的低碳钢
08F钢伸长率δ5≥35%;10F钢伸长率δ5≥33%;10钢伸长率δ5≥31% 。
SWRM10
伸长率A(%)≥24 。
SAE1010
伸长率≥34% 。
S15CBD
伸长率≥30% 。
20号钢
伸长率可达24% 。
铸造低碳钢伸率低是什么原因?
铸造低碳钢伸长率是衡量其在拉伸试验中塑性变形能力的指标,其伸长率大小受多种因素影响,以下是具体原因:
化学成分
碳含量:碳是影响低碳钢性能的关键元素,碳含量增加,钢的强度提高,但塑性和伸长率降低。
合金元素:适量的合金元素如锰、硅等,可提高钢的强度和韧性,对伸长率影响较小。但某些元素如磷、硫等杂质元素含量过高,会在晶界处偏聚,降低晶界结合力,使钢在拉伸时易沿晶界开裂,导致伸长率下降。
铸造工艺
浇注温度:浇注温度过高,液态金属冷却速度慢,晶粒粗大,组织不均匀,伸长率降低。
冷却速度:冷却速度过快,会产生较大的内应力,可能导致铸件出现裂纹等缺陷,降低伸长率。
热处理
退火处理:可消除铸造应力,细化晶粒,改善组织均匀性,提高伸长率。
正火处理:能细化晶粒,提高钢的强度和韧性,适当提高伸长率。
微观组织
晶粒大小:晶粒细小,晶界面积大,位错运动阻力大,使钢的强度提高,同时塑性和伸长率也较好。
相组成:低碳钢中的铁素体相具有良好的塑性,渗碳体相硬度高、塑性差。若渗碳体数量过多、分布不均匀,会降低钢的伸长率。
杂质与缺陷
夹杂物:钢中存在的夹杂物如氧化物、硫化物等,会破坏钢的基体连续性,在拉伸时成为应力集中点,降低伸长率。
气孔与缩孔:铸件内部的气孔、缩孔等缺陷,会减小有效承载面积,在拉伸时易产生应力集中,导致伸长率降低。