万能材料试验机之压缩试验（材料力学试验）

作为万能材料试验机包括（电子万能试验机、液压万能试验机）的一项基本功能就是进行材料压缩试验，压缩试验的目的为测定压缩时低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb及观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏情况。下面由恒旭试验机李工来详细介绍一下该试验。

压缩试验试样为低碳钢和铸铁等金属材料制成圆柱形（图3—3）。其直径d0与高h0之间比例应控制在。即高度不能太大以避免试件在试验中发生挠曲现象。但h0也不能太小，由于上下垫板发生摩擦，也影响试验结果。由于摩擦阻止了靠近垫板部分的金属的横向变形，因而试件变形后如（图3—4）所示形成鼓形，越靠近垫板变形越小。这种摩擦力的影响，试件越小影响越大。所以需要在试件两端面涂上润滑剂（润滑

图3—3                 图3—4                  图3—5

油或石蜡），以减小摩擦。同时在安放试件时要放在压板的中心，并使用导向装置（图3

—5），使试件仅承受轴向压力。

我公司生产的万能材料试验机的操作步骤如下：

1、低碳钢（微机控制屏显液压万能试验机）

（1）测量尺寸：测量试件的高度和直径，直径取试件的上、中、下三处，每处垂直交叉各测量一次，取最小值来计算截面面积A0 。

（2）安放试件：将试件安放在下夹板的中心位置或压缩实验装置的中心（注意一定要放在中心，否则偏心受压）。

（3）加载：如果试件或压缩实验装置离上压板空间较大，有几十厘米空间，此时可以将进油阀开到较大，让活动平台快速上升。这时右手控制进油阀，左手放在停止按钮上（控制台面上的红色按钮），眼睛看着试件。当试件或压缩实验装置离上压板还差5cm时，左手立即按下停止按钮，右手关闭进油阀（顺时针转动手轮），直到关闭为止。然后重新启动试验机，顺手转进油阀2～3下（1圈左右），并缓慢而均匀地加载。注意观察计算机屏幕试验力变化，如果变化较快，则关小一些进油量；如果变化较慢，则开大一些进油量。同时注意观察屏幕上自动绘制的P－ΔL曲线。曲线的开始部分为一段斜直线，说明低碳钢在弹性阶段，此时力与变形成比例。当测力指针转动速度减慢或停顿，曲线出现拐点时，此时的荷载即为屈服荷载Ps。然后再加大一些进油量，继续加载，一般加到220KN即可，停机，此时试件被压成鼓状。如果继续加载，随着载荷的增大，试件将越压越扁，最后将压成饼形而不破裂（如图3—6所示）。

2、铸铁

铸铁压缩实验的方法和步骤与低碳钢压缩相同，但要注意铸铁是脆性材料，没有屈服点。从P－ΔL曲线上可以看出，其压缩图在开始时接近于直线，以后曲率逐渐增大，当载荷达到最大载荷Pb时，测力指针停顿并开始往回走，预示试件很快破裂，这时关小一些进油量，当听到响声后，立即停机（按下红色按钮），打开回油阀，关闭进油阀，由从动针可读出Pb值。试件最后被破坏（如图3—7所示），破裂面与试件轴线约成450角。

图3—6 低碳钢压缩               图3—7 铸铁压缩

注意事项：

（1）当试件或压缩实验装置的顶面与上压板快接触时，进油量一定要小（进油阀控制在半圈即可），否则进油量较大，引起载荷瞬间突然增大，超过试验的最大量程，造成试验机损坏。

（2）铸铁压缩时，不要靠近试件探望，以防试件破坏时，碎片飞出伤人。

试验完成后保存试验数据，测控系统可以自动计算出低碳钢的屈服极限和铸铁强度极限。公式如下：

式中A0是试验前试件截面面积。

绘图表示两种材料的变形和断口形状、从宏观角度分析破坏原因；比较并说明两种材料的力学性质特点。

以上为金属的压缩试验，采用的是恒旭试验机厂生产的微机屏显液压万能试验机，结果经长期多批次试验证实，准确可靠！