金属材料与热处理实验指导书

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1、南通工贸技师学院校本教材南通工贸技师学院校本教材系列之《金属材料及热处理》实验指导书南通工贸技师学院校本教材《金属材料及热处理》实验说明一、实验目的与任务《金属材料及热处理》是各个技工学校机械类专业的一门综合性、应用性较强的必修课，本课程的实验教学是配合教师课堂教学内容加深对理论知识的理解，并联系实际对学生进行实验技能训练而开设的，其目的是使学生掌握常见金属材料的力学性能、显微组织及热处理相关知识，从而为以后金属材料研究和正确选材打下基础。二、实验教学的基本要求1.掌握金属材料力学性能。2.加深理解金属材料成分、热处理工艺、组织与性能的关系。3.观察与分析典型

2、的显微组织。三、本课程开设的实验项目实验名称、内容及学时分配表实验项目编号实验内容学时类型教学大纲要求（必开或选开）1低碳钢拉伸实验2综合必开2铸铁压缩实验2综合选开3金属材料的硬度实验2综合必开4冲击实验2综合必开5铁碳合金平衡组织的显微分析实验4验证必开6碳钢的热处理2综合必开7铸铁显微组织观察与分析2验证选开8有色合金的显微组织观察与分析2验证必开合计18南通工贸技师学院校本教材低碳钢拉伸实验一、实验目的：1.观察试件受力和变形之间的相互关系；2.观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象；3.测定低碳钢的强度指标（ss、sb）

3、和塑性指标（d、y）；4.学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。二、实验原理：材料的机械性能指标、、、是由拉伸破坏实验来确定的，实验时万能材料试验机自动给出载荷与变形关系的拉伸图（P-△L图）如图1所示，观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。1、弹性阶段—OA2、屈服分阶段—BC3、强化阶段—CD4、颈缩阶段—DE图2载荷与变形关系的拉伸图（图1P-△L图）由实验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。

4、此吁可记录下屈服点Ps。当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象知名人士为冷作硬化。当荷载达到最大值Pb后，试样的某一部位载面开始急剧缩小致使载荷下降。至到断裂，这一阶段叫颈缩阶段。实验中可测得：Ps—屈服荷载。Pb—最大荷载。L1—断后标距部分长度。A1—断后最细部分载面积。由此可计算1、屈服极限：2、强度极限：南通工贸技师学院校本教材3、延伸率：

5、4、截面收缩率：其中A0、L0均为拉伸前试件的载面面积及标距。三、实验材料与设备：1、试验设备万能试验机、游标卡尺、小直尺、低碳钢和铸铁标准试件2、标准试件尺寸：1）圆形截面试件长度L0与截面积A0的关系：长试件：L0/d0=10，以表示；短试件：L0/d0=5，以表示；2）矩形截面试件长度L0与截面积A0的关系：  其中，L0—初始长度，d0—初始直径，A0—初始截面面积。试件形状如图2实验所用试件如下图所示：d0l0l图2拉伸试件四、实验步骤：1.试件准备：在试件上划出长度为l0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均

6、值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。2.试验机准备：按试验机®计算机®打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”，运行配套软件。3.安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。若夹具已安装好，对夹具进行检查。4.夹持试件：若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。5.开始实验：按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。6.记录数据：试件拉断后，取下试件，将断裂试件的两端对齐、靠紧，用游标卡尺测出

7、试件断裂后的标距长度l1及断口处的最小直径d1（一般从相互垂直方向测量两次后取平均值）。南通工贸技师学院校本教材低碳钢拉伸实验报告班级姓名评分实验内容__________________________实验日期________年______月______日同组同学_____________________________________________________________________________一、实验目的二、设备及仪器三、实验数据及计算结果实验材料试件规格实验前实验后屈服极限ss/MPa强度极限sb/MPa延伸率d/%断面收缩率y/%截面

8、尺寸d0/mm截面面积A0/mm2标距