实验六 金属薄板拉伸试验

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1、实验六金属薄板拉伸试验一、目的通过拉伸试验确定金属薄板的力学性能，如屈服应力（σs）、抗拉强度（σb）、屈强比（σs/σb），均匀延伸率（δu）、总延伸率（δk）、应变硬化指数（n）、塑性应变比（及）、凸耳参数（△）并绘制硬化曲线。二、设备及工具拉力试验机、千分尺、游标卡尺、直尺等。三、试样可以使用图1、图2中所示两种形状试样中的任一种，应在金属薄板平面上与轧制方向成0°、45°和90°三个方向切取试样。试样厚度应当均匀，在标距长度内厚度变化不应大于0.01mm时，应不大于公称厚度的1%。切取样坯和机加工试样时，应防止因加工硬化或热影响而改变材料的性能。图1-1号样图1-2号样可用维氏金刚

2、石压头或其它工具刻划标距点。标距点应位于试样的轴线上，并对称于平行长度部分的中心。四、试验步骤和数据处理将试样夹紧在试验机的夹头内，调整好测力刻度和载荷——伸长曲线记录装置。夹头的移动速度应在0.5~20mm/min范围内，并应保持加载速度恒定。记录产生屈服时的载荷Fs和最大载荷Fmax，并根据载荷——伸长曲线，进行数据处理后，便可确定板材的σs、σb、σs/σb、δu、δk1、确定板材σs、σb、σs/σb、δu、δkσs、σb及σs/σb由下式确定：σs=或σ0。2=（MPa）σb=（MPa）式中Fs——屈服时的载荷，N；F0.2——相对伸长为0.2时的载荷，N；Fmax——拉伸最大载

3、荷，N；A0——试样原始横截面积，mm2。δu及δk由下式确定：δu=δk=式中——试样原始标距长度，mm；——试样产生细颈时的标距长度，mm；——试样断裂时的标距长度，mm。2、绘制加工硬化曲线对试验得到的拉伸曲线（图3）进行坐标变换：图3拉伸F-△L（σ-ε）曲线横坐标变换为对数应变∈=ln=lnln(1+ε)（1）纵坐标变换为真实应力（2）式中∈——对数应变（真实应变）；ε——相对应变，ε=△L/L0；△L——试样标距的伸长，mm；S——真实应力，N/mm2；σ0——名义应力，N/mm2；绘制方法如下：在拉伸曲线的横坐标取若干个△L，再找到相应的载荷F值，根据式（1）和式（2）计

4、算出相应的S和∈值，即可绘制出加工硬化曲线（产生细颈前的均匀拉伸阶段）。3、求硬化指数n值多数金属材料的真实应力——真实应变关系为幂指数函数形式：S=B∈n（3）式中S——真实应力，N/mm2;∈——真实应变；B——与材料有关的系数，N/mm2;n——应变硬化指数。将式（3）两边取对数，有∈（4）根据硬化曲线，用线性回归方法便可计算其斜率，即n值。下面介绍一种确定n值的简便方法。在拉伸曲线上取两点（F1，△L1）和（F2，△L2），按式（1）和（2）换算得（S1，∈1）和（S2，∈2），分别代入到式（4）中，消去lgB项，便得（5）4、确定塑性应变比及凸耳参数△塑性应变比亦称厚向异性指数，

5、用板料单向拉伸试样的宽度应变和厚度应变的比值表示。将试样夹紧在试验机的夹头内，当试样伸长到约20%（注意：应在屈服之后，产生细颈之前）时停止加载，卸下试样。用千分尺测得试样变形后的宽度b及厚度t。代入下式中便可求得值：（6）式中——试样的宽度应变，=；——试样的厚向应变，=；b0、t0——试样的原始宽度与厚度，mm；b、t——变形后试样的宽度与厚度，mm。由于在不同方向上不同的值，一般按下式计算平均塑性应变比：（7）凸耳参数又称塑性平面各向异性指数，表示板料平面内的塑性各向异性，表示，可按下式计算：（8）式（7）、（8）中0、45、90表示在板表面内与轧制方向分别0°、45°和90°的试样

6、。式（6）中的根据体积不变条件，亦可由下式确定：（9）式中——试样标距长度应变。本试验中，测量试样的原始宽度b0时允许测量偏差为±0.01mm。以同样的方式和精度测量变形后的试样宽度b1和标距长度L1。若拉伸变形后，在宽度方向发生明显弯曲（图4），当凸度h>0.3mm时，应按下式修正测得的宽度：（10）图4试样横向弯曲示意五、试验报告1、本试验的目的，试验用的设备及试样条件，试样材料、形状及尺寸，拉伸后试样的尺寸。2、给出拉伸曲线图，即F-△L曲线（或σ-ε曲线），绘制硬化曲线。3、按公式计算出材料的性能：σs、σb、σs/σb、δu、δk、n、、及△。