金属材料拉伸实验.doc

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1、金属材料拉伸实验一、实验目的观察、比较低碳钢45号钢和铸铁的拉伸过程及破坏现象，测定其主要的力学性能指标，并比较其机械性能。二、实验设备1．CSS-1110电子万能试验机（见附录一）或1－5－2型材料拉力试验机（见附录一）2．游标卡尺3．分规三、实验概述拉伸实验是材料力学性能实验中最基本最重要的实验。为了使实验结果可以相互比较，必须对试件、试验机及实验方法做出明确具体的规定，我国国标GB228－87“金属拉伸试图1拉伸试件试验方法”中规定对金属拉力试件通常采用圆形和板状两种试件，如图1所示对于比例试件，对圆截面试件规定或5对板状试件，规定=11.3或5.65式中l0

2、试件的标距d0试件直径（取标距内三处最小的一处平均值）A0板试件横截面积本实验采用圆截面比例试样。1、低碳钢作为塑性材料的代表，在常温、静荷下做拉伸实验。将试件安装在试验机的上下夹头中，加载后，观察试件的受力、变形直至破坏的全过程。试验机的自动绘图装置画出试件的拉伸图，实验中可直接从测力度盘读下屈服载荷Ps和破坏前试件所能承受的最大载荷Pb，由以下两式算得两个主要强度指标为屈服极限：强度极限：其中A0为试件原始横截面面积。低碳钢拉伸过程中，屈服阶段反映在拉伸图上为一水平波动线，去除初始瞬时效应后波动的最低点所对应的载荷为屈服载荷，故在试验机测力度盘上读取屈服载荷时，

3、应在第一次波动之后再读到的最小力值即为屈服载荷。观察时要注意记录。试件拉断后，可由测力度盘上的副针读出破坏前试件所能承受的最大载荷，并测量拉断后的标距部分长度和拉断后颈缩处的最小直径。由以下两式算得其主要塑性指标：延伸率：截面收缩率：式中，A1为试件拉断后，颈缩处之最小截面积l0为试件之原始标距长度l1为试件拉断后标距长度2、铸铁的拉伸实验由于铸铁在拉伸过程中没有屈服阶段，且在很不显著的变形下即断裂，故对铸铁只能测得其强度极限，即四、实验步骤1.用划线机划上试件的标距，并将其10等分，以便观察变形沿轴线的分布情况。（低碳钢）2．用分规和游标卡尺测量试件的直径d0和标

4、距l0。在标距中央及两条标距线附近各取一截面进行测量,每一横截面沿互垂方向各测一次取其平均值，再用所得的三个数据中的最小值计算试件的横截面面积。3.检查机器，选择度盘并配上相应摆锤。将试件夹装在上夹头中，转动齿杆调整度盘零点，再把试件夹在下夹头中，最后将自动绘图装置调整好。4．经教师检查后开动机器进行实验。实验过程中，注意观察自动绘图装置、载荷刻度盘及试件的变形，特别是弹性、屈服、强化和颈缩各阶段的特征，注意记录Ps及Pb。试件断裂后，立即关闭马达。5．卸下拉断的试件，测量颈缩处之最小直径d1和标距长度l1，对于圆形试件，在颈缩最小处两个垂直方向上测量其直径，用两者

5、的平均值作为d1。拉断后标距长度l1的测量：将试件拉断后的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使轴线位于一条直线上。若断口位于标距中间的长度内，则直接测量标距两端点长度得l1。若断口离邻近的标距端点距离小于或等于时，因为试件头部较粗部分将影响颈缩部分的局部伸长量，使δ偏小，因此需用“断口移中法”来确定l1。例如，设标距内共有10格（见图2），断口偏左。取左边标距起点c至断口间的格数的两倍为n，格（n，取偶数）至b点，量得cb长度为，再自b向右取格数至a点，使格，量出ba长度为，则若断口在标距两端点或标距之外，实验结果无效。图2移位法示意图6.观察破坏现象并画下破坏断口的草

6、图。7.测量断后数据。8．取下绘图纸，对拉伸图进行修整，注明坐标及比例尺。9．切断电源，整理现场。铸铁拉伸实验参照低碳钢拉伸实验步骤进行。五、预习要求1．阅读本实验讲义及“试验机介绍”（见附录一）2．阅读教材中材料力学性能的有关部分。3．思考题（1）低碳钢拉伸图可分为几个阶段？每一阶段，力与变形有何关系？出现什么现象？（2）低碳钢和铸铁在拉伸时可测得哪些力学性能指标？用什么方法测得？4．准备好测试记录表格。附：实验报告格式金属材料拉伸实验实验名称班号姓名实验日期小组成员、、、一、实验目的二、实验设备1．………型试验机机号钢试件所用量程，最小刻度铸铁试件所用量程，最小

7、刻度2．游标卡尺量程，最小刻度三、实验记录与结果1．试件尺寸最小横截面面积标距（mm）材料直径(mm)横截面Ⅰ横截面Ⅱ横截面Ⅲ(1)(2)平均(1)(2)平均(1)(2)平均钢铸铁2.实验数据材料屈服载荷（kN）最大载荷（kN）拉断后标距（mm）颈缩处直径（mm）颈缩处最小横截面积（）平均①②3．计算结果材料强度指标塑性指标屈服极限（MPa）强度极限（MPa）延伸率δ(%)截面收缩率(%)注：计算结果一般取三位有效数字即可。4.试件破坏断口图材料破坏断口图低碳钢铸铁四、低铁钢拉伸实验报告与分析将实验得到的拉伸图进行整理后（如去除不必要的线，描黑，并标示坐标和PS