您当前的位置:第五章 >>第一节 材料的静载荷机械性能
由图5-14中低碳钢在拉伸和压缩时的曲线可以看出:在屈服阶段以前,两曲线基本上式重合的,进入强化阶段后,试样压缩时的名义应力的增长率随着ε的增加而越来越大,因为到了强化阶段,试样的横截面面积逐渐增大,而计算名义应力时仍采用原试样的面积。此外,由于试样的横截面面积越压越大,使得低碳钢试样的压缩强度无法测定。
从图5-14可见,低碳钢试样在拉伸和压缩时的屈服极限基本相同。而由于压缩时试样的压缩强度无法测定,所以,对于低碳钢,从拉伸实验的结果就可以了解其在压缩时的主要力学性能。
类似的情况在一般材料中也存在。但有些材料(例如铬钼硅合金钢)在拉伸和压缩时的屈服极限并不相同,因此对于这些材料需要做压缩试验,以确定其压缩屈服极限。
这类材料的试样压缩后的变形情况如图5-15a所示。试样的两端由于受到摩擦力的影响,因此,变形后呈鼓状。
与塑性材料不同,脆性材料在压缩和拉伸时的力学性能有较大的区别。例如,图5-16 所示为灰口铸铁在拉伸(虚线)和压缩(实线)的曲线,压缩试样的比较这两条曲线可以看出:(1)铸铁在压缩时无论是强度极限还是伸缩率都比拉伸时要大的多,因而这种材料宜作为受压构件;(2)铸铁拉伸或压缩时,其曲线中的直线部分都很短,因此,只能认为是近视符合胡克定律的。
铸铁试样受压破坏的情况如图5-14b所示。试样受压是将沿轴线大致成倾角的斜截面发生错动而破坏。
值得注意的是,根据材料在常温、静荷载下拉伸实验所得的伸长率大小,将材料区分为塑性材料和脆性材料。这两类材料在力学性能是哪个的主要差异是:塑性材料在断裂前的变形较大,塑性指标(伸长率和断面收缩率)较高,抵抗拉断的能力较好,其常用的强度指标是屈服极限,而且,一般来说,在拉伸和压缩时的屈服极限值相同;脆性材料断裂前的变形较小,塑性指标较低,其强度指标是强度极限,而且其拉伸强度远低于压缩强度。但是材料是塑性还是脆性的,将随材料所处的温度、应变率和应力状态等条件的变化不同。例如具有尖锐切槽的低碳钢试样,在轴向拉伸时将在切槽处发生突然的脆性断裂;而在很大的外压作用下,铸铁试样的轴向拉伸时也将发生大的塑性变形和缩颈现象。