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低碳钢和铸铁的压缩实验

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    文章摘要:低碳钢和铸铁的压缩实验,泥鳅维加作别,办公用品大难不死歌诀。

    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σs和铸铁的强度极限σb。

    (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)万能材料牛牛娱乐|牛牛赌博现金|现金牛牛

    (2)游标卡尺。

    三、试件介绍

    根据国家有关标准,牛牛娱乐|牛牛赌博现金|现金牛牛: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,故不可能得到大载荷Pb,因此也得不到强度极限σb,所以在实验中是以变形来控制加载的。

    铸铁试件压缩时,在达到大载荷Pb前出现较明显的变形然后破裂,此时试验机测力指针迅速倒退,从动针读取大载荷Pb值,铸铁试件后略呈故形,断裂面与试件轴线大约呈45°。

    五、实验步骤

    (1)试验机准备。根据估算的大载荷,选择合适的示力度盘(量程)按相应的操作规程进行操作。(一般根据材料的不同宜选择300KN液压万能试验机和600KN液压万能试验机)

    (2)测量试件的直径和高度。测量试件两端及中部三处的截面直径,取三处中小一处的平均直径计算横截面面积。

    (3)将试件放在试验机活动台球形支撑板中心处。

    (4)开动试验机,使活动台上升,对试件进行缓慢均匀加载,加载速度为0.5mm/min。对于低碳钢,要及时记录其屈服载荷,超过屈服载荷后,继续加载,将试件压成鼓形即可停止加载。铸铁试件加压至试件破坏为止,记录大载荷。

    (5)取出试件,将试验机恢复原状。观察试件。

    试验后材料破坏情况

    观察低碳钢铸铁两种材料的破坏变形情况,分析原因:

    低碳钢试样逐渐被压扁,形成圆鼓状。这种材料延展性很好,不会被压断,压缩时产生很大的变形,上下两端面受摩擦力的牵制变形小,而中间受其影响逐渐减弱。

    铸铁:压缩时变形很小,承受很大的力之后在大约45度方向产生剪切断裂,说明铸铁材料受压时其抗剪能力小于抗压能力。