金属材料的压缩试验 [实验目的] 1、测定低碳钢的压缩屈服极限σ sc。 2、测定铸铁的抗拉强度σbc。 3、观察并分析两种材料在压缩过程中的各种现象（主要是变形和破坏形式）。 4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）压缩机械性能的特点。 [使用设备] 万能试验机、游标卡尺等。 [试样] 本试验我们采用机加工的侧向无约束的φ 10× 20 的圆柱体低碳钢试样和φ10× 15 的圆柱体铸铁试样（见图 3－1）。 [实验原理] 将试样放在试验机的两压板之间，开动试验机缓慢进行加载，使试样受到缓慢增加的压力作用，示力指针缓慢匀速转动，并利用试验机的绘图装置自动绘出压缩图（见图 3－2）。 由于试样两端不可能理想的平行，试验时必须使用球形承垫（见图 3－3），并且试样应置于球形承垫中心，藉以球形承垫的自动调节作用实现试样的轴向受压。 1、低碳钢的压缩 试样开始变形时服从虎克定律，压缩曲线呈直线（见图 3－2a）。在开始出现变形增长很快的非线性小段时，表示材料到达了屈服，但这时并不象拉伸那样有明显的屈服阶段，只是示力指针暂停转动或稍有返回，这暂停或返回的最小值即为压缩屈服荷载 Psc。此后，图形呈曲线上升，材料产生显著的残余变形，试样长度显著缩短，而直径增大。由于试验机压板与试样两端面之间的摩擦力，使试样两端的横向变形受到阻碍，因而试样被压成鼓形。随着荷载的逐渐增加，塑性变形迅速增长，试样的横截面面积也随之增大，而增大的面积又能承受更大的荷载，因此试样愈压愈扁，甚至可以图 3－1 侧向无约束圆柱体试样 （a）低碳钢压缩图 （b）铸铁压缩图 图 3－3 压缩试验时 图 3－2 试验机绘出的压缩图 的球形承垫 压成薄饼状而不破裂，所以无法测出其最大荷载Pbc 和抗压强度σ bc。 根据测出的压缩屈服荷载Psc，由公式σsc=Psc/S0 即可求出材料的压缩屈服极限。 2、铸铁的压缩 铸铁试样在压缩时与拉伸明显不同，其压缩曲线上虽然仍没有明显的直线阶段和屈服阶段，但曲线明显变弯（见图3－2b），表明试样在达到最大荷载Pbc 前就出现了明显的塑性变形，而其最大荷载Pbc 也要比拉伸时的Pb 大很多倍。当荷载达到最大荷载Pbc 后稍有下降，然后破裂，并能听到沉闷的破裂声。 铸铁试样破裂后呈鼓形，并在与轴线大约成450 角的斜面上破裂（见图3－4），此破坏主要是由剪应力引起的。 由公式σbc= Pbc/S0 即可求出材料的抗压强度。 [实验步骤] 1、样尺寸测量： 用游标...
