实验二 低碳钢、铸铁压缩试验.doc

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1、实验二低碳钢、铸铁压缩试验一、试验目的了解塑性材料和脆性材料在压缩时的破坏现象,测定其机械性能,并与它们在简单拉伸时的机械性能作比较。二、实验原理FF承垫试件球形承垫压缩试验是在万能试验机或压力机上进行。试验机附有球形承垫图2-1,球形承垫位于试件下端。当试件端面略有不平行时,球形承垫可以自动调节,使压力趋于均匀分布。为了减少试件两端面与支承座之间的摩擦力,可在试件端面涂上石墨、润滑油等。但仍不可避免地存在摩擦力而阻止试件的横向变形,以致试件被压成鼓形图2-2。具体要求可参阅《金属压缩试验方法》GB7314-84。图2-1压缩球形承垫图2-2低碳钢压缩后试件的形状图低碳钢试件

2、压缩时,在屈服前F-ΔL关系曲线与拉伸时相似,由自动绘图仪可得到压缩图2-3。图中OA为弹性阶段,B点为屈服点,无明显的屈服阶段,Fs需仔细观察。在缓慢均匀加载时,测力指针作等速转动,当指针转动暂停或稍有退回时的载荷即为屈服载荷。由于这些现象不明显,常需要借助压缩图来判断Fs。此后,由于塑性变形试件面积随载荷增加而逐渐增大,最后试件被压成饼状而不破裂,故无法求得最大载荷及强度极限,只要测取屈服点ReL即可:式中:Fs——屈服时的载荷;S0----试件原来的横截面面积。·B·FeL00FFA△L△L图2-3低碳钢压缩图图2-4铸铁压缩图铸铁受压时,在很小的塑性变形下发生了破坏,

3、图2-4,因此只能测出它的破坏抗力Fm由Rm=Fm/S0。可得铸铁的强度极限。铸铁受压呈微鼓形破坏,试件表面将出现与试件横截面成45°~50°的倾斜裂纹,这是因为铸铁受压时,实际上是先达到剪力极限而破坏。三、试验设备1.万能试验机或压力试验机2.0.02mm游标卡尺3.安全防护罩,防止试件破坏时飞出。四、试件制备金属材料的压缩试件通常制成圆柱形如图2-2所示。当试件承受压缩时,试件端部横向变形受到端面与试验机承垫间的摩擦力影响,使试件变形呈“鼓形”。这种摩擦力的影响,使试件抗压能力增加。试件愈短,影响愈加显著。当试件高度相对增加时,摩擦力对试件中部的影响就会减少,但过于细长,

4、又容易产生弯曲。因此,压缩试件的抗压能力与其高度h和直径d0的比值h/d0有关。由此可见,压缩试验是有条件的,只有在相同的试验条件下,才能对不同材料的性能进行比较,所以金属材料压缩破坏试验用的试件,一般规定试件尺寸h/d=1~3;为了使试件尽量承受轴向压力,试件两端必须平行,平行度要求≤0.02%h;并且与试件轴线垂直,垂直度<0.25°。两端面应制作得光滑以减少磨擦力的影响。五、实验结果整理1.强度指标计算压缩屈服极限压缩强度极限2.按比例画出两种材料的压缩曲线,说明其特点,并与拉伸图进行比较。3.画出试样前后的破坏草图,并分析其破坏原因。附:试件尺寸及测试结果材料铸铁低碳

5、钢直径d0=mmd0=mm面积S0=mm2S0=mm2高度H=mmH=mm最大载荷Fm=KN抗压强度Rm=MPa屈服载荷FeL=    kN屈服强度ReL=    MPa试件破坏图

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