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）萬能材料試驗(yàn)機(jī),。

（2）游標(biāo)卡尺,。

三、試件介紹

根據(jù)國家有關(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,。對鑄鐵,、鑄造合金、建筑材料等脆性材料尤為合適,。通過壓縮實(shí)驗(yàn)觀察材料的變形過程,、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)對材料強(qiáng)度,、塑性的影響，從而對材料的機(jī)械性能有比較全面的認(rèn)識,。

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，在測定Ps時(shí)要特別注意觀察,。在緩慢均勻加載下,，測力指針等速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)材料發(fā)生屈服時(shí),，測力指針轉(zhuǎn)動(dòng)將減慢,，甚至倒退。這時(shí)對應(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（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液壓萬能試驗(yàn)機(jī)和600KN液壓萬能試驗(yàn)機(jī))

（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(jì)算橫截面面積。

（3）將試件放在試驗(yàn)機(jī)活動(dòng)臺球形支撐板中心處,。

（4）開動(dòng)試驗(yàn)機(jī),，使活動(dòng)臺上升，對試件進(jìn)行緩慢均勻加載,，加載速度為0.5mm/min,。對于低碳鋼，要及時(shí)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(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，說明鑄鐵材料受壓時(shí)其抗剪能力小于抗壓能力,。