實(shí)驗(yàn)二低碳鋼和鑄鐵的壓縮實(shí)驗(yàn)

1、創(chuàng)作編號(hào)丄GB8878185555334563BT9125XW創(chuàng)作肴：鳳嗚大王*實(shí)驗(yàn)二金屬材料（低碳鋼和鑄鐵）的壓縮實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）比較低碳鋼和鑄鐵圧縮變形和破壞現(xiàn)象。（2）測定低碳鋼的屈服極限幾和鑄鐵的強(qiáng)度極限久。（3）比較鑄鐵在拉伸和壓縮兩種受力形式下的機(jī)械性能、分析其破壞 原因。二、驗(yàn)儀器和設(shè)備（1）萬能材料試驗(yàn)機(jī)。（2）游標(biāo)卡尺。三、試件介紹根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，低碳鋼和鑄鐵等金屬材料的壓縮試件一般制成圓 柱形試件。低碳鋼壓縮試件的高度和直徑的比例為3： 2,鑄鐵壓縮試件的 高度和直徑的比例為2： 1。試件均為圓柱體。四、實(shí)驗(yàn)原理及方法壓縮實(shí)驗(yàn)是研究材料性能常用的實(shí)驗(yàn)方法。對(duì)鑄鐵、鑄

2、造合金、建筑 材料等脆性材料尤為合適。通過壓縮實(shí)驗(yàn)觀察材料的變形過程、破壞形式, 并與拉伸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，可以分析不同應(yīng)力狀態(tài)對(duì)材料強(qiáng)度、塑性的影響, 從而對(duì)材料的機(jī)械性能有比較全面的認(rèn)識(shí)。壓縮試驗(yàn)在壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。當(dāng)試件受壓時(shí)，其上下兩端面與試驗(yàn) 機(jī)支撐之間產(chǎn)生很大的摩擦力，使試件兩端的橫向變形受到阻礙，故壓縮 后試件呈鼓形。摩擦力的存在會(huì)影響試件的抗圧能力其至破壞形式。為了 盡量減少摩擦力的影響，實(shí)驗(yàn)時(shí)試件兩端必須保證平行，并與軸線垂直， 使試件受軸向壓力。另外。端面加工應(yīng)有較高的光潔度。低碳鋼壓縮時(shí)也會(huì)發(fā)生屈服，但并不象拉伸那樣有明顯的屈服階段。 因此，在測定Ps時(shí)要特別注意觀察。在緩慢

3、均勻加載下，測力指針等速轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)材料發(fā)生屈服時(shí)，測力指針轉(zhuǎn)動(dòng)將減慢，棋至倒退。這時(shí)對(duì)應(yīng)的載 荷即為屈服載荷Ps。屈服之后加載到試件產(chǎn)生明顯變形即停止加載。這是因?yàn)榈吞间撌軌簳r(shí)變形較大而不破裂，因此愈壓愈扁。橫截面增大時(shí)，其 實(shí)際應(yīng)力不隨外載荷增加而增加，故不可能得到最大載荷Pb,因此也得不到 強(qiáng)度極限bb,所以在實(shí)驗(yàn)中是以變形來控制加載的。鑄鐵試件壓縮時(shí)，在達(dá)到最大載荷Pb前出現(xiàn)較明顯的變形然后破裂， 此時(shí)試驗(yàn)機(jī)測力指針迅速倒退，從動(dòng)針讀取最大載荷Pb值，鑄鐵試件最后 略呈故形，斷裂面與試件軸線大約呈45°。五.圖22低碳鋼壓縮圖實(shí)驗(yàn)步（1）試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備。根據(jù)估算的最大載荷，選擇合適

4、的示力度盤（量程）按 相應(yīng)的操作規(guī)程進(jìn)行操作。（2）測量試件的直徑和高度。測量試件兩端及中部三處的截面直徑，取三 處中最小一處的平均直徑計(jì)算橫截面面積。（3）將試件放在試驗(yàn)機(jī)活動(dòng)臺(tái)球形支撐板中心處。（4）開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，使活動(dòng)臺(tái)上升，對(duì)試件進(jìn)行緩慢均勻加載，加載速度為 0. 5mm/mino對(duì)于低碳鋼，要及時(shí)記錄其屈服載荷，超過屈服載荷后，繼續(xù) 加載，將試件壓成鼓形即可停止加載。鑄鐵試件加壓至試件破壞為止，記 錄最大載荷。（5）取出試件，將試驗(yàn)機(jī)恢復(fù)原狀。觀察試件。試驗(yàn)后材料破壞情況觀察低碳鋼鑄鐵兩種材料的破壞變形情況，分析原因：低碳鋼：試樣逐漸被圧扁，形成圓鼓狀。這種材料延展性很好，不會(huì)被壓 斷

5、，壓縮時(shí)產(chǎn)生很大的變形，上下兩端面受摩擦力的牽制變形小，而中間 受其影響逐漸減弱。鑄鐵：壓縮時(shí)變形很小，承受很大的力之后在大約45度方向產(chǎn)生剪切斷裂, 說明鑄鐵材料受壓時(shí)其抗剪能力小于抗壓能力。壓縮后六. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理（1）計(jì)算低碳鋼的屈服極限6(2. 1)（2）計(jì)算鑄鐵的強(qiáng)度極限巾=AA)（2.2）其中州=1/02,厶為試件實(shí)驗(yàn)前最小直徑。七、思考題（1）為何低碳鋼壓縮測不出破壞載荷，而鑄鐵壓縮測不出屈服載荷？（2）根據(jù)鑄鐵試件的壓縮破壞形式分析其破壞原因，并與拉伸作比較？（3）通過拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)，比較低碳鋼的屈服極限在拉伸和壓縮時(shí)的差 別？（4）通過拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)，比較鑄鐵的強(qiáng)度極限在拉伸和壓縮時(shí)的差別？八. 實(shí)驗(yàn)記錄參考表格表2-1試件原始尺寸材高度直徑（mm ）最小橫截料(nun )橫截面1橫截面2作耨上GB8878185555334563BT9125XW作者：鳳嗚大王*橫截而3而而積A。(mm2 )(1)(2)平均(1)(2)平均(1)(2)平均低 碳 鋼鑄 鐵表2-2實(shí)驗(yàn)數(shù)