实验二 金属室温压缩的塑性及其流动规律1
金属材料压缩实验报告
金属材料压缩实验报告金属材料压缩实验报告摘要：本实验旨在研究金属材料在不同压力下的变形行为。
通过对不同金属材料的压缩实验，测量其应力-应变曲线，分析材料的强度、塑性和变形机制。
实验结果表明，金属材料在受力时会发生塑性变形，而不同材料的变形行为受其晶体结构和成分的影响。
引言：金属材料是工程领域中常用的结构材料之一，其力学性能对于设计和制造具有重要意义。
了解金属材料在受力时的变形行为，可以帮助我们更好地选择和设计材料，提高结构的可靠性和安全性。
本实验通过金属材料的压缩实验，探究材料的变形行为和力学性能。
实验方法：1. 实验材料的选择：选择不同类型的金属材料，如铝、铜和钢等，以研究它们的变形行为。
2. 实验装置的搭建：搭建压力机实验装置，将金属试样放置在压力机上，并固定好。
3. 实验参数的设置：设置不同的压力值，如50MPa、100MPa和150MPa等，控制实验的变量。
4. 实验数据的采集：通过应变计和应力计等传感器，测量金属试样在不同压力下的应变和应力值。
5. 数据处理和分析：根据采集到的数据，绘制应力-应变曲线，并分析材料的强度和塑性等力学性能。
实验结果：将实验数据进行统计和分析后，得到了不同金属材料的应力-应变曲线。
曲线的斜率代表了材料的弹性模量，而曲线的形状则反映了材料的塑性变形行为。
铝材料的应力-应变曲线呈现出明显的线性关系，表明其具有较高的弹性模量。
当压力增加时，铝材料开始发生塑性变形，应变值逐渐增加。
这是由于铝材料的晶体结构具有较高的可滑移性，容易发生晶格滑移而导致塑性变形。
铜材料的应力-应变曲线也呈现出线性关系，但相比铝材料，其弹性模量略低。
随着压力的增加，铜材料的应变值也逐渐增加，但相对于铝材料，铜材料的塑性变形更加明显。
这是由于铜材料的晶体结构具有较大的晶体滑移平面密度，使得其塑性变形更容易发生。
钢材料的应力-应变曲线呈现出两个明显的阶段。
在较低的压力下，钢材料表现出线性弹性行为，应力和应变成正比。
实验二金属材料的压缩试验1
实验二金属材料的压缩试验实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理载荷一变形曲线（F—△l曲线）及结果四、问题讨论（1）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因；（2）公析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。
金属村翻盖的压缩试验原始试验数据记录实验四金属扭破坏实验、剪切弹性模量测定实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理弹性模量E= 泊松比µ=实验前低碳钢钢剪切弹性模量测定理论值相对误差四、问题讨论（1）为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试样是与试样轴线成450螺旋断裂面？（2）根据低碳钢和铸铁拉伸、压缩、扭转试验的强度指标和断口形貌，分析总结两类材料的抗拉、抗压、抗剪能力。
金属扭转破坏实验、剪切弹性模量测定实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定实验实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l= mm实验前低碳钢钢剪切弹性模量测定理论值相对误差实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定实验实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理引伸仪标距l= mm实验前低碳钢弹性模量测定实验后（1）比较低碳钢铁（2）试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式。
金属材料的拉伸及弹性模量测定实验六弯曲正应力电测实验一、实验目的二、实验设备和仪器三、实验数据及处理数据记录横截面上应力分布比较（用实线代表实验值，用虚线代表理论值）四、问题讨论沿梁截面高度，应变怎样分布？随着荷逐级增加，应变分布按什么规律变化？中性轴在横截面的什么位置？弯曲正应力电测实验南昌大学工程力学实验报告班级：学号：姓名：南昌大学工程力学实验中心。
实验二金属压缩实验.
二、实验设备
1、液压式万能材料实验机 2、游标卡尺
三、试样
金属的压缩试件一般制成圆柱形
三、试样
当试件承受压缩时，试件的上下两个端面与 试验机支承垫之间产生很大的摩擦力
三、试样
这些摩擦力将阻碍试件的上部和下部
产生横向变形，若采取措施减小摩擦力，
试件的抗压能力将会降低，另外当试件的
高度h增加时摩擦力对试件中段的影响也会
破坏。仔细观察断口表面可以清晰的看到材料受剪
面上错动的痕迹。
五、实验步骤
1、用游标卡尺在试样中点处两个相互垂直的方向测 量试件的尺寸（三处），取其平均值，并测量试 样的高度h0。 2、估计本次试验所需的最大载荷，选择试验机的刻 度盘，开动试验机使机器的活动平台上升10mm后 调整零点。 3、放置低碳钢试件，缓慢均匀的加载仔细观察测力 指针短暂的停顿或摆动时的载荷即为Fs。 4、铸铁压缩试验的步骤与低碳钢相同，但因铸铁破 坏是脆断故铸铁只能测得Fb，试件断裂后要仔细 观察它的变形和断口及压缩曲线图。
减小亦使抗压强度降低，因此抗压强度与
试件的高度h0和直径d0的比值有关，一般规
定为 1 h0 d 0 3
四、实验原理
低碳钢压缩时，为了测取其屈
服极限可在缓慢加速测力指针匀速
转动的情况下，仔细观察刻度盘指 针短暂停顿或摆动即为屈服载荷Fs,
也可结合压缩曲线图观察，偏离直
线的瞬间来判断Fs的值。试件屈服 之后产生强化，另外由于试件变形
七、思考题
1、低碳钢和铸铁在机械性质上有什么区别？ 它们各适用作些什么受力构件？
1、数据
材质 项目
d0(mm)
Fs(KN)
Fb(KN)
低碳钢
/ /
实验2-金属高温强度和塑性及其测定实验报告
实验2-金属高温强度和塑性及其测定实验报告金属高温强度和塑性及其测定实验报告一、实验目的1、了解材料的常规力学性能指标。
2、了解典型金属材料的高温强度与塑性及其随温度的变化规律以及高温脆化对材料热裂纹形成的影响。
3、掌握用材料加工物理模拟设备即动态热-力学模拟试验机Gleeble 1500D测定材料抗拉强度、屈服强度和塑性的原理。
4、掌握Gleeble 1500D试验机的简单操作与编程，了解其一般应用。
5、测定不同钢种如A3、20、45、40Cr和1Cr18Ni9不锈钢的拉伸强度及其塑性随温度的变化并进行比较；测定并分析变形速度对强度的影响规律。
二、实验内容1、了解Gleeble 1500D动态热-力学模拟试验机的基本结构与功能。
2、学习Gleeble 1500D动态热力学模拟试验机的简单操作。
3、测定以A3、20、45、40Cr及奥氏体不锈钢1Cr18Ni9的强度与塑性，研究强度、塑性随温度和加载速率或变形速率的变化规律。
4、比较A3、20、45、40Cr和1Cr18Ni9不锈钢的强度和塑性，并分析其原因。
三、实验原理材料的力学性能在科学研究和工程应用中具有非常重要的作用,如数值模拟研究必须以力学性能为依据,负载结构的设计和材料加工工艺方案(如焊接、锻压、热处理、表面改性等工艺)的制定必须以力学性能为基础等等。
材料的力学性能指标主要有抗拉强度(σb)、屈服强度(σs 或σ0.2)、剪切强度(τb)、延伸率(δ)、断面收缩率(ψ)、冲击韧性(αKV 或αKU)、断裂韧性(如K IC、J C、COD等);对于高温用结构材料,还有高温蠕变极限和高温持久强度等力学性能指标;对于脆性材料如金属间化合物和结构陶瓷等,还常采用三点和四点弯曲强度等力学性能指标。
高温强度和塑性是材料高温使用和热加工时需要考虑的重要力学性能指标,了解其测试方法及其随温度的变化规律是对高温结构材料进行科学研究和应用的基础。
金属材料如钢材的强度和塑性由基体组织类型(如马氏体M,铁素体F,珠光体P,贝氏体B,奥氏体γ)、晶粒大小、基体强化类型(固溶强化和弥散强化)以及与此有关的加工变形程度、热处理条件等决定,因此,不同类型的金属及其合金的强度和塑性,以及它的随温度变化的规律存在明显区别。
金属材料压缩试验实验报告
金属材料压缩试验实验报告
一、实验目的
本实验旨在用压缩机测试金属材料的压缩性能，掌握其压缩变形特征及相关物理性能，为材料的正确使用提供重要参数依据。
二、实验原理
压缩实验研究材料在压缩荷载作用下的变形特性和失稳破坏特性，在此过程中还可以测量压缩变形过程中的应力应变特性，从而推断材料的压缩强度和塑性性能。
实验装置为压缩机，其主要功能是在特定的负载作用下，实现特定的压缩变形量，观察变形的变化规律及破坏过程，从而推断试样的界面特性和压缩性能。
三、实验方法
1.准备试样：将标准试样安装在压缩机上，确保其垂直放置；
2.测试设置：设定负载范围，设定变形速率，控制变形过程；
3.测量变形：连续测量试样的变形量，记录数据；
4.结果分析：根据测量的变形量，推断材料的压缩强度和塑性性能，结合实验结果，得出确定的实验报告。
四、实验结果
根据本次实验测量的压缩变形结果,金属材料经受压缩时，在荷载折算为0.15MPa时，变形量为0.2mm；在荷载折算为0.50MPa时，变形量为0.4mm；在荷载折算为1.00MPa时，变形量为0.6mm; 在荷载折算为2.00MPa时，变形量为0.8mm。
同时，在压缩变形过程中，没有发现明显的破坏现象。
五、结论
本次实验，金属材料在压缩变形过程中，没有发现明显的破坏现象，可以推算出该材料的压缩强度以及塑性性能，可以满足压缩变形要求。
实验二 金属室温压缩的塑性及其流动规律1
实验二金属室温压缩的塑性及其流动规律一、实验目的1、掌握用液压机进行金属室温体压缩的实验技能。
2、分析室温体压缩时金属塑性及其流动规律。
(包括最小阻力定律、摩擦对金属流动的影响)二、实验原理概论利用液压压力机，以简单加载的方式，可完成高塑性金属材料的室温体压缩试验。
这种物理模拟试验方法，能够验证金属塑性流动的宏观规律（最小阻力定律）以及接触面上的外摩擦对塑性流动的影响。
金属的塑性是金属在外力作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。
金属的塑性加工是以塑性为前提，在外力作用下进行的。
金属塑性的大小，以金属塑性变形完整性被破坏之前的最大变形程度表示。
这种变形程度数据称为“塑性指标”或称为“塑性极限”。
但是，目前还没有某种实验方法能测量出可表示所有塑性加工条件下共用的塑性指标。
金属材料室温压缩试验法，也就是在简单加载条件下，其压缩前后的试样如图所示。
压缩试验法的塑性压缩率（ε），其数值由下式确定：01100%h h h ε-=⨯ 式中 h 0—试验原始高度，mm;h 1—试验压缩至侧面目测观察出现裂纹时的高度，mm 。
按塑性压缩率（ε）的大小，材料可进行如下分类：ε>=60%,为高塑性材料；ε=40%-60%，为中性塑性材料；ε=20%-40%，为低塑性材料。
金属塑性加工时，质点的流动规律可以应用最小阻力定律分析。
最小阻力定律可表述为：变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最长的路。
最小阻力定律实际上是力学质点流动的普通原理，它可以定性地用来分析金属质点的流动方向。
它把外界条件和金属流动直接联系起来，很直观并且使用方便。
当接触表面存在摩擦时，矩形断面的试样在体压缩时的流动模型如图8-2所示。
因为接触面上质点向周向流动的阻力与质点离周边的距离成正比，所以离周边的距离愈近，阻力愈小，金属质点必然沿这个方向流动，这个方向恰好是周边的最短法线方向。
因此，可用点划线将矩形分成2个三角形和2个梯形，形成了4个流动区域。
第三章-金属塑性加工的宏观规律
➢ 把外界条件和金属流动直接联系起来, 很直 观, 使用方便。
最小阻力定律
➢ 模锻中增加飞边阻力, 或 修磨圆角r, 可减少金属 流向A腔的阻力, 使金属 重填得更好。
➢ 在拔长锻造时改变送进 比或采用凹型砧座增加 金属横向流动的阻力, 来 提高延伸效率。
(a)用 3垫板;(b)用 9垫板; (c)用 10垫板;(d)用 12垫板
圆柱体垂直剖面上坐标网格在镦粗 过程中的变化
3.2.2 变形区的几何因素的影响
➢变形区的几何因子 ➢ H/D.H/L、H/B等 ➢滑移锥理论
3.2.3 工具的形状和坯料形状的影响
（1）控制金属的流动方向 （2）可以在坯料内产生不同的应力状态 使部分金属先满足屈服准则而进入塑性状 态, 以达到控制塑性变形区的作用, 或造 成不同的静水压力, 来改变材料在该状态 下的塑性。
网格法
• 原理: 观察变形前 后，各网格所限定 的区域金属几何形 状的变化。
• 目前网格法可作定 量分析，应用最广。
硬度法
• 原理: 在冷变形情况下，变形 金属的硬度随变形程度的增加 而提高。
• 中心部分的硬度最高，接触表 层的硬度则较小，越靠近表面 的中心越小。在中心部分的同 一层上，靠试样中部硬度比最 外部（边部）大。这正好说明 镦粗时三个区的存在。
第二篇 金属塑性加工 的流动与变形规律
第3章 金属塑性加工的宏观规律
§3.1 塑性流动规律（最小阻力定律） §3.2 影响金属塑性流动和变形的因素 §3.3 不均匀变形、附加应力和残余应力 §3.4 金属塑性加工诸方法的应力与变形特点 §3.5 塑性加工过程的断裂与可加工性
塑形变形实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解金属塑性变形的基本原理和规律；2. 掌握金属塑性变形实验的基本操作方法；3. 分析塑性变形对金属组织和性能的影响；4. 探讨塑性变形过程中的再结晶现象。
二、实验原理金属塑性变形是指金属在受力作用下，发生永久变形的过程。
在塑性变形过程中，金属内部晶粒会发生位错运动、滑移、孪晶等变形机制，导致晶粒发生塑性变形。
塑性变形对金属的组织和性能有重要影响，如强度、硬度、韧性等。
再结晶是指塑性变形过程中，晶粒发生重新排列、晶界移动、位错密度降低等现象，从而恢复金属的原始性能。
三、实验材料与设备1. 实验材料：纯铜棒；2. 实验设备：万能材料试验机、光学显微镜、电子天平、加热炉、砂纸等。
四、实验步骤1. 将纯铜棒加工成直径为10mm、长度为100mm的圆柱形试样；2. 对试样进行表面处理，去除氧化层；3. 使用万能材料试验机对试样进行拉伸实验，记录拉伸过程中的应力、应变数据；4. 将拉伸后的试样进行磨光、抛光，观察其显微组织；5. 使用光学显微镜观察试样变形前后的晶粒、位错等特征；6. 记录实验数据，分析塑性变形对金属组织和性能的影响。
五、实验结果与分析1. 拉伸实验结果根据实验数据，绘制应力-应变曲线，如图1所示。
从图中可以看出，纯铜棒在拉伸过程中，应力与应变呈线性关系，当应力达到屈服极限后，进入塑性变形阶段，应力与应变曲线出现非线性变化。
图1 纯铜棒应力-应变曲线2. 显微组织观察结果在光学显微镜下观察纯铜棒变形前后的显微组织，发现变形后的试样晶粒发生了明显变形，晶界模糊，位错密度增加，如图2所示。
图2 纯铜棒变形前后显微组织3. 再结晶现象分析在塑性变形过程中，试样发生再结晶现象，晶粒发生重新排列、晶界移动、位错密度降低等。
再结晶后的试样晶粒细化，位错密度降低，如图3所示。
图3 纯铜棒再结晶后显微组织六、结论1. 金属塑性变形是指金属在受力作用下，发生永久变形的过程；2. 塑性变形对金属的组织和性能有重要影响，如强度、硬度、韧性等；3. 塑性变形过程中的再结晶现象可以恢复金属的原始性能；4. 通过实验研究，掌握了金属塑性变形的基本原理和规律，为金属加工和材料设计提供了理论依据。
金属材料的拉伸与压缩实验_2
机械学基础实验指导书力学实验中心金属材料的拉伸与压缩实验1.1 金属材料的拉伸实验拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。
任何一种材料受力后都要产生变形，变形到一定程度就可能发生断裂破坏。
材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中，不仅有一定的变形能力，而且对变形和断裂有一定的抵抗能力，这些能力称为材料的力学机械性能。
通过拉伸实验，可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。
例如：弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。
除此而外，通过拉伸实验的结果，往往还可以大致判定某种其它机械性能，如硬度等。
我们以两种材料——低碳钢，铸铁做拉伸试验，以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。
这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。
利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图，及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。
试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响，就是同一材料由于试件的计算长度不同，其延伸率变动的范围就很大。
例如：对45#钢：当L 0＝10d 0时（L 0为试件计算长度，d 0为直径），延伸率A 10＝24~29%，当L 0＝5d 0时，A 5＝23~25%。
为了能够准确的比较材料的性质，对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。
按国标GB/T228-2002、GB/P7314-2005的要求，拉伸试件一般采用下面两种形式：图1-11. 10倍试件；圆形截面时，L 0＝10d 0 矩形截面时，L 0＝11.30S 2. 5倍试件圆形截面时，L 0＝5d 矩形截面时, L 0＝5.650S =45Sd 0——试验前试件计算部分的直径； S 0——试验前试件计算部分断面面积。
此外，试件的表面要求一定的光洁度。
光洁度对屈服点有影响。
因此，试件表面不应有刻痕、切口、翘曲及淬火裂纹痕迹等。
一、实验目的：1．研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
金属的压缩实验报告
金属的压缩实验报告金属的压缩实验报告引言：金属是一种常见的材料，具有良好的导电性和导热性，广泛应用于各个领域。
了解金属的力学性质对于设计和制造高质量的金属制品至关重要。
本文将介绍一项关于金属的压缩实验，通过实验数据和分析，探讨金属的压缩性能以及对其它工程应用的意义。
实验目的：通过对金属材料进行压缩实验，探究金属在受力下的变形行为，了解金属的力学性能，为金属材料的应用提供理论依据。
实验原理：实验中使用了一台万能材料试验机，通过加载金属试样，施加压缩力，观察试样的变形情况。
实验过程中，需要记录试样的应力-应变曲线，并通过分析曲线得出金属的力学性质。
实验步骤：1. 准备金属试样：选择一块具有代表性的金属试样，确保其尺寸和形状符合实验要求，并进行表面处理以消除杂质和氧化物。
2. 安装试样：将金属试样固定在试验机的夹具上，确保试样的位置稳定且与加载方向垂直。
3. 施加加载：启动试验机，施加逐渐增加的压缩力，记录下加载过程中的应力和应变数据。
4. 观察变形：通过实时观察试样的变形情况，记录下试样在不同加载阶段的变形特征。
5. 停止加载：当试样达到破坏点或者加载到预定的应变值时，停止加载，记录下此时的应力和应变数据。
实验结果：根据实验数据，绘制出金属试样的应力-应变曲线。
曲线的斜率代表了金属的弹性模量，反映了金属在受力下的弹性变形能力。
曲线上的屈服点表示了金属的屈服强度，即金属开始发生塑性变形的应力值。
同时，通过观察试样的变形特征，可以得出金属在压缩过程中的变形方式，如拉伸、压扁等。
实验分析：通过对金属试样的压缩实验，我们可以得出金属的力学性质以及对其它工程应用的意义。
首先，金属的弹性模量和屈服强度是评估金属材料质量和可靠性的重要指标。
弹性模量越高，金属在受力下的弹性变形能力越强，适用于需要承受大应力的工程结构。
屈服强度越高，金属材料的抗塑性变形能力越强，适用于需要抵抗外力冲击的工程应用。
其次，通过观察金属试样的变形特征，可以了解金属在不同加载条件下的变形方式，为金属制品的设计和制造提供重要参考。
金属塑性成形与流动问题解析
3. 3 残余应力
1．残余应力的来源 2．变形条件对残余应力的影响 3．残余应力所引起的后果 4．减小或消除残余应力的措施 5．研究残余应力的主要方法
第四节 金属塑性成形中的摩擦 和润滑
§4.1 金属塑性加工时摩擦的特点及作用 §4.2 塑性加工中摩擦的分类及机理 §4.3 摩擦系数及其影响因素 §4. 5 测定摩擦系数的方法 §4. 6 塑性成形中的润滑
0Hale Waihona Puke 20℃400
600
800 ℃
温度对铜的摩擦系数的影响
§4.4 塑性成形时摩擦力的计算
➢ 库仑摩擦条件:
单位面积上的摩擦力与接触面上的正应力成正比,即:
➢ 最大摩擦力条件:
当接触表面没有相对滑动,完全处于粘合状态时,摩擦的应力等于坯
料塑性流动时的最大切应力K,即: K Y
➢ 摩擦力不变条件
1．库仑摩擦条件 这时不考虑接触面上的粘合现象（即全滑动），认
为摩擦符合库仑定律。其内容如下： （1）摩擦力与作用于摩擦表面的垂直压力成正比例，
与摩擦表面的大小无关； （2）摩擦力与滑动速度的大小无关； （3）静摩擦系数大于动摩擦系数。
其数学表达式为：
F N 或 N
式中 F——摩擦力；
——外摩擦系数；
外端（未变形的金属）对变形 区金属的影响主要是阻碍变形区 金属流动，进而产生或加剧附加 的应力和应变。
（a）
图 拔长时外端的影响
（b）
图开式冲孔时的“拉缩”
图弯曲变形对外端的影响
2. 5 变形温度的影响
变形物体的温度不均匀，会造成金 属各部分变形和流动的差异。变形首 先发生在那些变形抗力最小的部分。 一般，在同一变形物体中高温部分的 变形抗力低，低温部分的变形抗力 高。
金属的塑型变形实验原理
金属的塑型变形实验原理
金属的塑性变形实验原理是利用金属材料的塑性特性，通过给定一定的力对金属进行拉伸、压缩或弯曲等变形，分析金属在不同条件下的变形特性和力学行为。
金属的塑性变形实验通常包括以下几个基本原理：
1. 塑性变形特性：金属具有较高的塑性，即在一定的应力作用下，金属会发生永久性的形变而不会恢复原状。
金属材料的塑性变形主要是通过晶格滑移、晶界滑移和位错运动等机制发生的。
2. 塑性变形应力应变关系：应力是单位面积上的应力矢量，而应变是单位长度上的变形量。
金属在塑性变形过程中的应力与应变之间存在一定的关系，通常在线性弹性阶段可以近似认为是线性关系，但在超过一定应变值后，开始显现出非线性的本构行为。
3. 流动应力：流动应力是指金属在外力作用下发生塑性变形的能力。
金属材料的塑性变形需要克服材料内部的阻力，即流动应力，才能进行连续的塑性变形。
4. 力学行为分析：通过施加不同的力或应力，可以让金属经历不同的变形形式，如拉伸、压缩、剪切等，进而分析金属的力学行为，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等物理力学参数。
5. 实验装置：为了进行金属的塑性变形实验，通常需要使用相应的实验装置，
如万能材料试验机、拉压试验机、材料拉伸试验机等，以施加不同的力或应力，记录和分析金属的变形情况。
金属塑性成形原理实验指导
实验一 金属室温压缩实验一、实验目的1、在万能材料试验机上进行室温压缩试验，掌握实验技能；2、掌握通过压缩实验建立真实应力－应变曲线的方法；3、了解摩擦对塑变的影响。
二、实验原理和方法基于拉伸实验确定的真实应力－应变曲线，最大应变量受到塑性失稳的限制，一般∈≈1.0左右，而实际塑性成形时的应变比1.0大得多，而压缩实验得到的真实应力－应变曲线的应变量可达∈＝2.0。
因此，要获得大变形下的真实应力－应变曲线就需要用压缩实验。
图1-a 是圆柱体压缩实验简图，试样尺寸一般取1=HoDo（图1-b ），Do =20-30mm 。
为减小试样与压头之间的摩擦，可在试样端面上车沟槽，以保存润滑剂，或将试样端面车成浅坑（图1-c ），浅坑中充以石蜡，也可保持润滑作用。
(a) (b) (c)图1 圆柱压缩实验及其试件压缩实验要注意的第一个问题是载荷的均匀性。
为了使载荷均匀分布，对试样有严格的要求，压头作成半球形也有利于调整。
第二个是试样的稳定性。
要求d/h ＝1-2。
第三个是端面的摩擦问题，这也是最关键的问题。
试样端面与压头之间的摩擦造成横向约束，构成了三向压应力，减少了引起塑变的切应力分量，使试样接近压头的部分难于变形，于是在试样高度方向也存在应变梯度，这就是鼓形效应。
三、实验仪器与材料实验设备：2000KN 万能材料试验机； 试样：低碳钢； 润滑剂：液体石蜡； 清洗剂：丙酮；测量工具：游标卡尺。
四、实验内容及步骤1、测量并记录试样的原始尺寸，涂润滑剂；2、对圆柱体进行压缩，以缓慢的速度加试验力，并按压缩率20％、30％、40％、50％分别压制四个试样。
3、测量并记录下每个试样的高度、直径和当时的压力，并将所得到的数据转化成真实应力、应变，从而得到真实应力-应变曲线。
HH 0ln∈= 0H 、H ——试样压缩前、后的高度。
∈==eF PF P Y 0 0F 、F ——试样压缩前、后的断面积；P ——轴向载荷 4、实验数据五、实验报告要求1、要求预习，完成实验目的、原理、所需仪器及材料；2、设计实验数据表格，记录实验数据；每组交一份原始数据；3、根据在坐标纸上画出真实应力－应变曲线；4、讨论摩擦对塑性变形的影响； 完成思考题。
挤压过程金属流动景象观察与分析实验
实验目的 实验原理 实验设备 实验方法与步骤 实验结果与分析
一、实验目的
1、 观察挤压时金属塑性流动规律及制定工艺参数，设计工具，控制产品质量等获 取初步感性认识。
二、实验原理
网格法 a b = ε1 ln = ε 2 ln 定性研究 r0 r0 初始网格：正方形 r1 r2 γ ε1 ln ε 2 ln= ε12 = = 变形后： 长方形、棱形 r0 r0 2 定量研究 初始网格：正方形＋圆 变形后： 长方形＋椭圆 变形后： 棱形＋椭圆
四、实验结果与分析
平模挤压
变形区 非变形区 死区
碗模挤压
附： 实 验 报 告 格 式 及 要 求
Thanks！
二、实验原理
影响挤压金属流动的因素
被挤材料的性质 挤压温度 挤压方法 摩擦与润滑 变形程度 挤压速度 模具（模子、挤压 筒、挤压垫）
三、实验设备
设备：1600KN四柱压力机 工具：挤压工具1套 游标卡尺和钢尺各1把 断锯片1条 锭坯：Φ63×100mm 组合式铅锭2个 润滑剂：机油+石墨粉 其它：颜料
四、实验方法与步骤
= V1 π h1 ( R 2 + Rr + r 2 ) / 3 V2 = π r 2 h2
FORCE FORCE FORCE
h2 = 44mm
网格划分 5X5mm
挤压过程示意图
四、实验结果与分析
1、 观察分析坐标网格纵向线的变化特征。 2、观察分析坐标网格横向线的变化特征。 3、观察分析试件前端的变化特征。 4、描绘金属流动景象，比较不同工艺条件下金属流动的不均匀程度。 5、分析挤压中不均匀变形对材料组织性能的影响。
实验2常温静载下金属材料压缩性能实验指导书及实验报告.docx
实验2 常温静载下金属材料压缩性能实验1 实验目的与要求（1）测定低碳钢的压缩屈服极限σs 和铸铁的抗压强度σc。
（2）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因。
（3）分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。
2 实验设备和仪器微机控制电子万能试验机、游标卡尺、钢尺3 实验原理与方法金属材料的压缩屈服极限σs 和抗压强度σb，由压缩试验测定。
按试验规范(GB 7314-87)要求，压缩试样应制成短圆柱形(参看图2-4)。
图2-4图2-5分析和实验均表明，压缩试验时，试样的上、下端面与试验机支承垫之间会产生很大的摩擦力(参看图2-5)，这些摩擦力将阻碍试样上部和下部产生横向变形，致使测量得到的抗压强度偏高。
因而应采取措施(磨光或加润滑剂)减少上述摩擦力。
注意到试样的高度也会影响实验结果，当试样高度h0增加时，摩擦力对试样中段的影响减少，对测试结果影响较小。
此外，如若试样高度直径比(h0／d0)较大，极易发生压弯现象，抗压强度测量值也不会准确。
所以压缩试样的高度与直径的比值(h0／d0)一般规定为1≤h0／d0≤3。
此外，还须设法消除压缩载荷偏心的影响。
进行低碳钢压缩试验时，为测取材料的压缩屈服极限σs，应缓慢加载，同时仔细观察F—Δl曲线的发展情况，曲线由直线变为曲线的拐点处所对应的载荷即为屈服载荷F s。
材料屈服之后开始强化，由于压缩变形使试样的横截面积不断增大，尽管载荷不断增大，但是，直至将试样压成饼形也不会发生断裂破坏，如图2-6所示。
因此无法测量低碳钢的抗压强度F b，压缩试验载荷—变形曲线如图2-6所示。
图2-6 图2-7铸铁压缩试验时，由压缩试验载荷—变形曲线(图2-7)可看出，随着载荷的增加，破坏前试样也会产生较大的变形，直至被压成“微鼓形”之后才发生断裂破坏，破坏的最大载荷即为断裂载荷。
破坏断口与试样加载轴线约成45º角(如图2-7)。
由于单向拉伸、压缩时的最大切应力作用面与最大正应力作用面约成45º角，因此，可知上述破坏是由最大切应力引起的。
实验二 金属材料的压缩实验
实验二金属材料的压缩实验一、实验目的1、观察和比较低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象。
2、测定压缩时低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。
二、实验设备1．电子万能材料试验机(或液压万能材料试验机)2．数显卡尺三、实验概述金属材料实验的压缩试件一般为短圆柱形，如图2-1（a）所示，其高度h与d之比一般为3 1<<dh。
试件的h/d对实验影响较大，不同的h/d试件实验结果不能进行比较。
本实验采用h/d=1.5 。
非金属材料，如石料、混凝土及木材的压缩试件通常为正方体，如图6（b）所示。
实验在万能材料试验机上进行。
（自动绘图装置在实验过程中自动绘出压缩图。
）低碳钢压缩过程呈屈服现象，但不象拉伸时那样明显，需细心观察。
超过屈服阶段后，当载荷不断增加时，试件逐渐被压扁而不发生断裂破坏，故只能测得其屈服极限σs，而测不出强度极限。
铸铁压缩时，在变形不大时，即沿斜面断裂，可求得其强度极限σb。
其压缩曲线如图2-2中所示。
图2-2 压缩曲线四、实验步骤( a ) ( b )图2-1 压缩试件1、测量尺寸。
用游标卡尺测量低碳钢和铸铁试件的d, h 。
2、打开计算机程序，按要求设置相应参数（横梁移动速度为1mm/min ）。
3、安装试件。
将试件两端面涂油，置于试验机下压头上，注意放在下压头中心，以保障力线与试件轴线重和。
4、 加载。
开动程序均匀缓慢加载，直至规定载荷或破坏，试验机自动停止，记下所需之数据。
5、 卸载。
取下试件，观察试件受压变形或破坏情况，并画下草图。
五、实验结果的处理（1）计算低碳钢的屈服极限s σA P s s =σ （2.1） （2）计算铸铁的强度极限b σ0A P b b =σ （2.2） 其中20041d A π=，0d 为试件实验前最小直径。
六、注意事项：1、 加载速度要均匀缓慢，特别是当试件即将开始受力时，要注意控制好速度，否则易发生实验失败甚至损坏机器。
2、铸铁压缩时，不要靠近试件观看，以免试件破坏时有碎屑飞出伤眼。
金属室温挤压成形中流动规律—南理工
金属室温挤压成形中的流动规律南京理工大学资料科学与工程学院2016．1.实验目的（1）掌握挤压变属流动规律的一（2）学会剖析考压时金属流动区产生原由。
班级：学号：姓名：安志恒形过程中金般丈量方法。
察轴对称挤域的特征和（3）学会计算金属沿挤压轴向的应力、应变值，并绘制其散布图。
（4）学会剖析观察变形过程挤压力的变化状况，掌握丈量挤压时挤压力的一般丈量方法。
（5）认识挤压模具模孔设计不妥，可能惹起金属出模孔时发生曲折等的原由。
2.实验原理研究金属在挤压时的挤压力变化规律是特别重要的，因为挤压制品的组织性能、表面质量、形状尺寸和工模具的设计原则都与其亲密有关。
影响挤压力的要素有：金属资料的变形抗力、摩擦与润滑、温度、工模具的形状和构造、变形程度与变形速度等。
挤压力的变化规律如图 1 所示。
Ⅰ挤压ⅡⅢ力图 1 挤压力跟着挤压轴行程变化行程研究挤压时金属流动规律的实验方法有好多种：如坐标网格法、察看塑性法、金相法、光塑性法、莫尔条纹法、硬度法等，此中最常用的是坐标网格法。
多半状况下，金属的塑性变形是不平均的。
若将变形体切割成无量多的单元体，假如单元体足够小，则可近似认为是此单元体发生的是平均变形。
所以可借平均变形理论来解说不平均变形过程，此即为坐标网格法的理论基础。
此法中，网格应尽可能小，但考虑到单晶体的各向异性的影响，一般取边长为 5mm，深度为 1～2mm。
坐标网格法是研究金属塑性变形散布应用最宽泛的一种方法，其本质是把模型毛坯制成对分试样，变形前在试样的一个剖分面上刻上坐标网如图 2 所示。
变形后依据网格变化计算相应的应变，也可由此获取应变散布。
坐标网可划成正方形或圆形，其尺寸依据坯料尺寸及变形程度确立，一般在2~10mm之间。
图 3 为挤压成形后纵剖面的网格变化状况。
图 2 挤压以前剖分面上的坐标网格图 3 挤压后剖分面上的坐标网格，坐标原点能够设在左下角，以使最后应变散布曲线散布在第一象限图 4 为金属挤压变形后单元坐标网格的变化。
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实验二金属室温压缩的塑性及其流动规律
一、实验目的
1、掌握用液压机进行金属室温体压缩的实验技能。
2、分析室温体压缩时金属塑性及其流动规律。
(包括最小阻力定律、摩擦对金属流动的影响)
二、实验原理概论
利用液压压力机，以简单加载的方式，可完成高塑性金属材料的室温体压缩试验。
这种物理模拟试验方法，能够验证金属塑性流动的宏观规律（最小阻力定律）以及接触面上的外摩擦对塑性流动的影响。
金属的塑性是金属在外力作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。
金属的塑性加工是以塑性为前提，在外力作用下进行的。
金属塑性的大小，以金属塑性变形完整性被破坏之前的最大变形程度表示。
这种变形程度数据称为“塑性指标”或称为“塑性极限”。
但是，目前还没有某种实验方法能测量出可表示所有塑性加工条件下共用的塑性指标。
金属材料室温压缩试验法，也就是在简单加载条件下，其压缩前后的试样如图所示。
压缩试验法的塑性压缩率（ε），其数值由下式确定：
01
100%h h h ε-=
⨯ 式中 h 0—试验原始高度，mm;
h 1—试验压缩至侧面目测观察出现裂纹时的高度，mm 。
按塑性压缩率（ε）的大小，材料可进行如下分类：ε>=60%,为高塑性材料；ε=40%-60%，为中性塑性材料；ε=20%-40%，为低塑性材料。
金属塑性加工时，质点的流动规律可以应用最小阻力定律分析。
最小阻力定律可表述为：变形过程中，物体各质点将向着阻力最小的方向移动，即做最少的功，走最长的路。
最小阻力定律实际上是力学质点流动的普通原理，它可以定性地用来分析金属质点的流动方向。
它把外界条件和金属流动直接联系起来，很直观并且使用方便。
当接触表面存在摩擦时，矩形断面的试样在体压缩时的流动模型如图8-2所示。
因为接触面上质点向周向流动的阻力与质点离周边的距离成正比，所以离周边的距离愈近，阻力愈小，金属质点必然沿这个方向流动，这个方向恰好是周边的最短法线方向。
因此，可用点划线将矩形分成2个三角形和2个梯形，形成了4个流动区域。
点划线是流动的分界线，线上各点至周边的距
离相等，各个区域内的质点到各自边界的法线距离最短。
这样流动的结果，矩形断面将变成双点划线所示的多边形。
继续压缩，断面的周边将趋于椭圆。
此后，各质点将沿着半径方向流动。
由于相同面积的任何形状总是圆形周边最短，因而最小阻力定律在压缩中也称为最小周边法则。
金属塑性变形的发生、发展过程是不均匀的。
从宏观上讲，主要是由于在压力加工过程中坯料与工具的形状一般是不一致的，另外还有不可避免的外摩擦作用，致使变形区内金属所受的应力分布不均匀，在不同部分区间，
变形起始的早晚、程度的大小、速度快慢等都不相同；如果坯料的变形温度
不均匀，同样也会发生上述现象。
从微观上讲，金属结构的本身就是不均匀的，这样也必然引起变形的不均匀，如下图所示。
平锤间镦粗矩形组合件时的塑性流动规律及变形情况
三、实验设备及材料
1、实验设备：液压压力机。
2、模具：压缩试验模具。
3、试样：低碳方钢，硬铝合金圆柱，5mm×50mm×50mm的铅板。
4、润滑剂，清洗剂，测量工具。
四、实验步骤
1、采用5 mm×50 mm×50mm的铅板，在
铅板上、下表面画上5×5mm的方格。
2、将10块铅板叠合，组成50mm×50mm
×50mm的矩形试件。
将试件在干净平锤
间进行镦粗至25mm的高度。
观察出现鼓
形现象。
3、取下试件，从上、下表面观察表面摩擦现象和变圆的现象。
4、将铅块分开，并从中间剪开每片试片，测量各点的压缩数据，做好记录。
5、将平锤表面进行润滑处理(采用硬脂酸锌)，重复2、3、4。
6、取20块上述铅块，组成100mm×50mm×50mm的矩形试件，进行实验和分析。
数据记录下列表格：(干净表面、机油、双鼓形)
1点2点3点4点5点6点7点8点9点10点11点第1块
第2块
第3块
第4块
第5块
第6块
第7块
第8块
第9块
第10块
五、实验报告要求
1、简述实验目的、内容、原理及试样材料、状态与润滑条件。
2、记录压缩实验数据、计算压缩率，分析体压缩时金属塑性及其流动影响规律。
3、分别画出各层铅板变形后的形状。
4、解释铅块变圆现象。
5、区分平锤接触表面铅块的变形区，分析各区的摩擦规律。
6、解释镦粗后试件侧面翻平现象。
7、解释塑压间试件内明显存在的三个区域出现的原因。