实验二----低碳钢和铸铁的压缩实验.pdf

实验二 金属材料（低碳钢和铸铁）的压缩实验
一、实验目的
（1）比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。
（2）测定低碳钢的屈服极限σ 和铸铁的强度极限σ 。
实验二 金属材料（低碳钢和铸铁）的压缩实验
一、实验目的
（1）比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。
（2）测定低碳钢的屈服极限σ 和铸铁的强度极限σ 。
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（3）比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。
二、验仪器和设备
（1）万能材料试验机。
（2）游标卡尺。
三、 试件介绍
根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试
件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为 3：2，铸铁压缩试件的高度和直径
的比例为 2：1。试件均为圆柱体。
四、实验原理及方法
压缩实验是研究材料性能常用的实验方法。对铸铁、铸造合金、建筑材料等
脆性材料尤为合适。通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式，并与拉伸实
验进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响，从而对材料的机
械性能有比较全面的认识。
压缩试验在压力试验机上进行。当试件受压时，其上下两端面与试验机支撑
之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。
摩擦力的存在会影响试件的抗压能力甚至破坏形式。为了尽量减少摩擦力的影
响，实验时试件两端必须保证平行，并与轴线垂直，使试件受轴向压力。另外。
端面加工应有较高的光洁度。
低碳钢压缩时也会发生屈服，但并不象拉伸那样有明显的屈服阶段。因此，
在测定 Ps 时要特别注意观察。在缓慢均匀加载下，测力指针等速转动，当材料
发生屈服时，测力指针转动将减慢，甚至倒退。这时对应的载荷即为屈服载荷
Ps。屈服之后加载到试件产生明显变形即停止加载。这是因为低碳钢受压时变形
较大而不破裂，因此愈压愈扁。横截面增大时，其实际应力不随外载荷增加而增
加，故不可能得到最大载荷 P ,因此也得不到强度极限 ，所以在实验中是以变
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形来控制加载的。
铸铁试件压缩时，在达到最大载荷 P 前出现较明显的变形然后破裂，此时
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试验机测力指针迅速倒退，从动针读取最大载荷 P 值，铸铁试件最后略呈故形，
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断裂面与试件轴线大约呈 450。图 2—2 低碳钢压缩图 铸铁压缩图
五、实验步骤
（1）试验机准备。根据估算的最大载荷，选择合适的示力度盘（量程