Question

为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合,而铸铁试样是与试样轴线成45度螺旋断

Answer 1

这是因为在拉伸实验中引起低碳钢屈服的主要原因是切应力。而引起铸铁断裂的主要原因是拉应力，因为低碳钢的抗拉能力大于抗剪能力。而铸铁的抗剪能力大于抗拉能力。
对于铸铁试样，拉伸破坏发生在横截面上，是由拉应力造成的。压缩破坏发生在斜截面上，是由切应力造成的。扭转破坏发生在45度螺旋面上，是由最大拉应力造成的。
低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别。低碳钢试样的断面与横截面重合，断面是最大切应力作用面，断口较为齐平，可知为剪切破坏；铸铁试样的断面是与试样的轴线成45度的螺旋面，断面是最大拉应力作用面，断口较为粗糙，因而是最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。

Answer 2

低碳钢的扭转角远大于铸铁，因为低碳钢是塑性材料，而铸铁是脆性的，低碳钢断面是沿横截面被剪破坏的，然而铸铁是沿着45到55度不等的截面破坏的，说明低碳钢是因为横截面的剪切应力而破坏的，铸铁是因为斜截面的拉应力而破坏的。

Answer 3

扭转时，由于低碳钢抗拉能力大于抗剪能力，所以剪应力先于拉应力达到最大值；故破坏原因是最大剪应力。而铸铁抗拉与抗剪相差不大所以是螺旋端口