文档介绍：金属材料压缩实验一、实验目的 R eL(或屈服极限σ s); R m(或抗压强度极限σ b); 。二、预习思考要点 1 .用短圆柱状低碳钢和铸铁试样做压缩实验时,怎样才能做到使其轴向(心)受压?放置压缩试样的支承垫板底部为什么制作成球形? 2 .圆柱状低碳钢试样被压缩成饼状而不破碎,而圆柱状铸铁试样被压破裂面常发生在与轴线大致成 45°~55°方向上,二者的变形特征与破坏形式为什么不同? 三、实验仪器和设备 ; 。四、实验试样对于低碳钢和铸铁类金属材料,按照 GB 7314 —1987 《金属压缩试验方法》的规定, 金属材料的压缩试样多采用圆柱体如图 1-9 所示。试样的长度 L 一般为直径 ~ 倍,其直径 d= 10mm ~ 20mm 。也可采用正方形柱体试样如图 1-10 所示。要求试样端面应尽量光滑,以减小摩阻力对横向变形的影响。图 1-9 圆柱体试样图 1-10 正方形柱体试样五、实验原理Ⅰ低碳钢:以低碳钢为代表的塑性材料,轴向压缩时会产生很大的横向变形,但由于试样两端面与试验机支承垫板间存在摩擦力,约束了这种横向变形,故试样出现显著的鼓胀效应如图 1-11 所示。为了减小鼓胀效应的影响,通常的做法是除了将试样端面制作得光滑以外,还可在端面涂上润滑剂以利最大限度地减小摩擦力。低碳钢试样的压缩曲线如图 1-12 所示,由于试样越压越扁,则横截面面积不断增大,试样抗压能力也随之提高,故曲线是持续上升为很陡的曲线。从压缩曲线上可看出,塑性材料受压时在弹性阶段的比例极限、弹性模量和屈服阶段的屈服点(下屈服强度)同拉伸时是相同的。但压缩试验过程中到达屈服阶段时不像拉伸试验时那样明显,因此要认真仔细观察才能确定屈服荷载 F eL, 从而得到压缩时的屈服点强度( 或下屈服强度)R eL=F eL /S 0。由于低碳钢类塑性材料不会发生压缩破裂,因此,一般不测定其抗压强度(或强度极限) R m, 而通常认为抗压强度等于抗拉强度。图 1-11 低碳钢压缩时的鼓胀效应图 1-12 低碳钢压缩曲线Ⅱ铸铁:对铸铁类脆性金属材料,压缩实验时利用试验机的自动绘图装置,可绘出铸铁试样压缩曲线如图 1-13 所示,由于轴向压缩塑性变形较小,呈现出上凸的光滑曲线,压缩图上无明显直线段、无屈服现象,压缩曲线较快达到最大压力 F m, 试样就突然发生破裂。将压缩曲线上最高点所对应的压力值 F m除以原试样横截面面积 S 0,即得铸铁抗压强度 R m=F m/S 0。在压缩实验过程中, 当压应力达到一定值时,试样在与轴线大约 45°~ 55° 的方向上发生破裂如图 1-14 所示,这是由于铸铁类脆性材料的抗剪强度远低于抗压强度,从而使试样被剪断所致。图 1-13 铸铁压缩曲线图 1-14 铸铁压缩破坏示意图六、实验步骤 1 .用游标卡尺在试样两端及中间三处两个相互垂直方向上测量直径,并取其算术平均值,选用三处中的最小直径来计算原始横截面面积 S 0。 2 .根据低碳钢屈服荷载和铸铁最大实际压力的估计值(它应是满量程的 40% ~ 80% ) ,选择试验机及其示力度盘,并调整其指针对零。对试验机的基本要求,经国家计量部