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首頁(yè) >> 新聞資訊 >> 新聞中心 >> 低碳鋼和鑄鐵的壓縮實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)比較低碳鋼和鑄鐵壓縮變形和破壞現(xiàn)象。

(2)測(cè)定低碳鋼的屈服極限σs和鑄鐵的強(qiáng)度極限σb。

(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(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。

(2)游標(biāo)卡尺。

三、試件介紹

根據(jù)國(guó)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、鑄造合金、建筑材料等脆性材料尤為合適。通過(guò)壓縮實(shí)驗(yàn)觀察材料的變形過(guò)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)影響試件的抗壓能力甚至破壞形式。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(cè)定Ps時(shí)要特別注意觀察。在緩慢均勻加載下,測(cè)力指針等速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)材料發(fā)生屈服時(shí),測(cè)力指針轉(zhuǎn)動(dòng)將減慢,甚至倒退。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,故不可能得到大載荷Pb,因此也得不到強(qiáng)度極限σb,所以在實(shí)驗(yàn)中是以變形來(lái)控制加載的。

鑄鐵試件壓縮時(shí),在達(dá)到大載荷Pb前出現(xiàn)較明顯的變形然后破裂,此時(shí)試驗(yàn)機(jī)測(cè)力指針迅速倒退,從動(dòng)針讀取大載荷Pb值,鑄鐵試件后略呈故形,斷裂面與試件軸線大約呈45°。

五、實(shí)驗(yàn)步驟

(1)試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備。根據(jù)估算的大載荷,選擇合適的示力度盤(pán)(量程)按相應(yīng)的操作規(guī)程進(jìn)行操作。(一般根據(jù)材料的不同宜選擇300KN液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和600KN液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī))

(2)測(cè)量試件的直徑和高度。測(cè)量試件兩端及中部三處的截面直徑,取三處中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(kāi)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/min。對(duì)于低碳鋼,要及時(shí)記錄其屈服載荷,超過(guò)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:

低碳鋼試樣逐漸被壓扁,形成圓鼓狀。這種材料延展性很好,不會(huì)被壓斷,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(shuō)明鑄鐵材料受壓時(shí)其抗剪能力小于抗壓能力。