一、實驗目的

（1）比較低碳鋼和鑄鐵壓縮變形和破壞現(xiàn)象,。

（2）測定低碳鋼的屈服極限σs和鑄鐵的強度極限σb,。

（3）比較鑄鐵在拉伸和壓縮兩種受力形式下的機械性能、分析其破壞原因,。

二,、驗儀器和設備

（1）萬能材料試驗機。

（2）游標卡尺,。

三,、試件介紹

根據(jù)國家有關標準，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,、實驗原理及方法

壓縮實驗是研究材料性能常用的實驗方法,。對鑄鐵、鑄造合金,、建筑材料等脆性材料尤為合適,。通過壓縮實驗觀察材料的變形過程、破壞形式,，并與拉伸實驗進行比較,，可以分析不同應力狀態(tài)對材料強度、塑性的影響,，從而對材料的機械性能有比較全面的認識,。

壓縮試驗在壓力試驗機上進行。當試件受壓時,，其上下兩端面與試驗機支撐之間產(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，實驗時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,。端面加工應有較高的光潔度,。

低碳鋼壓縮時也會發(fā)生屈服，但并不象拉伸那樣有明顯的屈服階段,。因此,，在測定Ps時要特別注意觀察。在緩慢均勻加載下,，測力指針等速轉動,，當材料發(fā)生屈服時，測力指針轉動將減慢,，甚至倒退,。這時對應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,。這是因為低碳鋼受壓時變形較大而不破裂,，因此愈壓愈扁。橫截面增大時,，其實際應力不隨外載荷增加而增加,，故不可能得到大載荷Pb,因此也得不到強度極限σb,，所以在實驗中是以變形來控制加載的。

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

五,、實驗步驟

（1）試驗機準備。根據(jù)估算的大載荷,，選擇合適的示力度盤（量程）按相應的操作規(guī)程進行操作,。(一般根據(jù)材料的不同宜選擇300KN液壓萬能試驗機和600KN液壓萬能試驗機)

（2）測量試件的直徑和高度。測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算橫截面面積,。

（3）將試件放在試驗機活動臺球形支撐板中心處。

（4）開動試驗機,，使活動臺上升,，對試件進行緩慢均勻加載，加載速度為0.5mm/min,。對于低碳鋼,，要及時記錄其屈服載荷，超過屈服載荷后,，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，將試驗機恢復原狀,。觀察試件,。

試驗后材料破壞情況

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，不會被壓斷,，壓縮時產(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,，說明鑄鐵材料受壓時其抗剪能力小于抗壓能力。