【試驗機科普】金屬材料壓縮試驗性能有什么特點?
前天收到一位做金屬材料的朋友留言,說近期需要購買一臺電子拉力試驗機做實驗,想讓我們出一期金屬材料一般需要做什么測定?金屬材料試驗機壓縮性能時什么?為了滿足這位朋友,【科準(zhǔn)測控】小編特地寫了這篇文章,保證你一讀就懂!
金屬材料壓縮試驗主要是為了測定金屬材料的屈服強度,抗壓強度并觀察比較壓縮時的變形和破壞現(xiàn)象,與拉伸測試做比較。
低碳鋼試樣受拉伸時,依次發(fā)生彈性變形、屈服、均勻塑性變形、局部塑性變形、最終斷裂。每一表現(xiàn)都對應(yīng)有各自的特征。
壓縮曲線及破壞示意圖
在彈性變形階段,變形與拉力遵循胡克定律,力去則復(fù)原。
在屈服階段,開始產(chǎn)生微塑性變形。
在均勻塑性變形階段,遵循體積不變原理,即L0S0=L1S1=常數(shù),產(chǎn)生均勻塑性變形。式中L0為試樣原始標(biāo)距,S0為試樣原始截面面積,L1為產(chǎn)生塑性變形后的標(biāo)距,S1為產(chǎn)生塑性變形后的試樣截面面積。
在局部塑性變形階段,試樣上某局部產(chǎn)生集中的塑性變形,形成“縮頸”,變形加速,然后在此斷裂。
由于塑性變形包括上述的均勻變形和局部變形兩部分,所以在斷裂后的伸長率是由兩部分構(gòu)成,即 δ=δ1+δ2=ΔL1/L0+ΔL2/L0 。式中ΔL1為均勻伸長,ΔL2為局部伸長。
同材料同直徑的試樣,無論長短,其均勻伸長率δ1 =ΔL1/L0=常數(shù)。
同材料同直徑的試樣,無論長短,其局部伸長ΔL2=常數(shù)。顯然,長L0對應(yīng)的δ2便小于短L0對應(yīng)的δ2;從而,長L0對應(yīng)的δ便小于短L0對應(yīng)的δ。所以,為了具有可比性,必需采用標(biāo)準(zhǔn)試樣,在文獻(xiàn)和手冊中刊載的伸長率都附有條件下標(biāo):δ10或δ5,下標(biāo)分別表明伸長率數(shù)據(jù)是用L0=10d0或L0=5d0的試樣得到的。d0為試樣直徑。
壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線
對拉伸試驗結(jié)果影響最大的因素是試樣表面質(zhì)量(粗糙度、傷痕等)和試驗時的加載速度。試驗前后試樣標(biāo)距和直徑的測量要準(zhǔn)確。材料試驗機配有定心夾頭和自動紀(jì)錄儀,這方面的誤差較小。
低碳鋼試樣拉斷后為塑性斷口,斷口有塑性變形,高低不平,顏色灰暗。鑄鐵試樣拉斷后是脆性斷口,斷口較平齊,有閃亮的結(jié)晶,無塑性變形。
低碳鋼扭轉(zhuǎn)試樣斷口的斷面與試樣軸線垂直,材料呈塑性。鑄鐵扭轉(zhuǎn)試樣斷口斷面與試樣軸線約成45°角,材料呈脆性。
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