金属材料的压缩实验

金属材料压缩实验

一、预习要求

1、 电子万能材料试验机在实验前需进行哪些调整？如何操作？

2、 简述测定低碳钢弹性模量E 的方法和步骤。

3、 实验时如何观察低碳钢压缩时的屈服极限？

三、材料压缩时的力学性能测定

（一）实验目的

1、测定低碳钢压缩时的屈服极限σs 和铸铁压缩时的强度极限σb 。

2、观察比较两种材料压缩破坏现象。 （二）实验仪器及试样

1、万能材料试验机。

2、游标卡尺。

3、压缩试样。压缩试样通常为圆柱形，也分短、长两种（图4a 和b ）。短试样用于测定材料抗压强度，通常规定310

≤≤

d h ；长试样多用于测定钢、铜等材料的弹性常数E 、μ等。

（三）实验原理

（四）实验步骤及数据处理

1、测量试样尺寸 测定试样的初始高度和直径，并记录到表3中。测定直径时，需在试样中部量取 互相垂直的两个方向的数据取平均值。

2、调整试验机 选择合适的摆锤和示力度盘，自动绘图装置上安装好纸和笔，开动油泵电机。

3、低碳钢压缩实验 安放试样到万能材料试验机活动平台上，注意应放在正中央。开动试验机送油阀，先使活动平台快速提升，当试样与上承压板将要接触时，应减少供油量，放缓提升速度以免压缩过程过快使测试失败。当外载荷加上后观察示力指针，当示力指针停顿并有回摆时说明进入屈服阶段，记录下指针回摆的最低点读数，此值即为对应于屈服极限的载荷值P s 。当示力指针继续上升时，此时进入强化阶段，试样出现明显的变形。变形到一定程度后关闭送油阀打开回油阀卸去载荷，观察试样变形情况。

4、铸铁的压缩实验 准备工作与低碳钢压缩相同。安装好试样后打开送油阀对试样进行压缩直到压断后卸去载荷，通过示力盘上从动指针位置读出最大载荷，此值即为对应于强度极限的载荷值P b 。

5、数据处理 根据测定的试样尺寸计算出试样的横截面积，得：

低碳钢的屈服极限 A

P s

s =

σ 铸铁的强度极限 A P b b =

σ

图4 压缩试样

1、按表1、2和3形式记录、处理实验数据。

2、实验结果计算应列出公式，写出步骤。

3、回答下列问题（写明题号，不必抄题）：

（1）试简述低碳钢和铸铁压缩时力学性能的异同。

（2）测定弹性模量E时为何要加初载荷并限制最高载荷？使用分级加载的目的是什么？

（1）低碳钢抗压缩的能力比铸铁要低，当对低碳钢试块进行压缩实验时，受力逐渐加大，试块随外力变形，当试块变形达到极限时，其受力也达到最大值，其受力曲线是一条向斜上方的直线。铸铁则不然，开始时与低碳钢受力情况基本相同，只是当铸铁试块受力达到本身的破坏极限时，受力逐渐减小，直到试块在外力下被破坏（裂开），受力为“0”其受力曲线与低碳钢拉伸时的受力曲线相同。

（2）1.减少误差。

2.用分级加载目的：所求的弹性模量减少误差，同时验证材料是否处于弹性状态，以

保证实验结果的可靠性