实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验

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1、实验一金属材料（低碳钢和铸铁）的拉伸实验一、目的：1•测定低碳钢的屈服极限6,强度极限切，延伸率力和截而收缩率必2.掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法。3.观察两种材料拉仲过程中的各种现象、拉断后的断口情况，分析二者的力学性能。二、设备及试样：1.万能材料试验机.2•游标卡尺3.PC机一台三、拉伸试件根拯不同的材料和要求，对试样的形状、尺寸和加工在国家标准中有规定，必须遵照执行。在拉仲试验屮，试样按试件长度不同可划分为长试样（5二10d°）和短试样（Lo=5d0）o本次材料拉伸试验采用Lo=lOdo（L。为标距即工作段长度，

2、do为直径，d（＞二10mm）圆形截面试样，见图1-1。为确保材料处于单向拉仲状态以衡量它的各种性能，拉伸试样有工作部分、过渡部分和夹持部分。其屮工作部分即标距处必须表面光滑，以保证材料表面的单向应力状态；过渡部分必须有适当的台肩和圆角，以降低应力集中，保证该处不会变形或断裂；试样两端的夹持部分是装入试验机夹头中的，起传递拉力的作用。试验前，需对低碳钢试样打标距，用试样打点机或手工的方法在试样工作段确定Lo=100mm的标记。由于嫂性材料径缩局部及其影响区的嫂性变形在断后延伸率中占很大比重，显然同种材料的断后延伸率不仅取决于材质

3、、而且取决于试样的标距。试样越短，局部变形所占比例越大，§也就越大。为便于相互比较，试样的长度应当标准化。直径直径=1Omm标跆=100mm图1-1拉仲试样四、试验原理及方法常温下的拉伸试验是测定材料力学性能的基木试验。可用以测定弹性常数E,比例极限如屈服极限6（或非比例伸长应力呐2）,强度极限％延伸率6和截面收缩率屮等。这些指标都是工程设计的主要依拯。1.弹性模量E的测定弹性模量是材=料在比例极限内，应力和应变的比值。即8t40AZ可见，在比例极限内，对试样作用拉力P,并量出标矩/。的相应伸长△/,即可求得弹性模量E。为保证载

4、荷不超过比例极限，加载前可先估算试样的屈服载荷，以屈服载荷的70%〜80%作为测定弹性模量的最高载荷此外，为使试验机夹紧试样，以及开始阶段引仲计刀刃在试样上的可能滑动，对试样应施加一个初载荷Ao2•屈服极限①及强度极限可的测定测定E后重新加载，到达屈服阶段时，低碳钢的P-M曲线呈锯齿形（图4）。与最高载荷对应的应力称为上屈服极限（点B）它受变形速度和试样形状的影响，一般不作为强度指标。一般初始瞬吋效应之后的最低载荷Ps对应的应力作为段时，示力指针停止前进，并开始倒况，捕捉指针所指的最低载荷Ps。以屈服极限Oso因为进入屈服阶Ps

5、v退，这时应注意指针的波动情川（）试样的初始横截面面积4）除Ps，即得屈服极限屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力（图4）。载荷到达最大值几时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现彖。这时示力度盘的从动针停留在几不动，主动针则迅速倒退，表明载荷迅速下OOr降，试样即将拉断。以试样的初始横截面面积力0除几，得强度极限为2•延伸率＜5和断面收缩率少的测定试样的标距原长为/。，拉断后将两段试样紧密地对接在一起，量岀拉断后的标距t为厶，延伸率应为5=^^xlOO%L原试悴ab断口附近塑性变形最大，所以厶的量取与断

6、口的部位有关。如断口发生于厶的两端或在/（）之外，则试验无效，应重作。若断口距厶一端的距离小于或等于牛（图5b和c）,则按下述断口移中法测定在拉断后的长段上，由断口处取约等于短段的格数得〃点，若剩余格数为偶数（图5b）,取其一半得C点，AB长为a,BC长为b,则h=a+2b。当长段剩余格数为奇数时（图5c）,取剩余格数减1后的一半得C点，加1后的一半得G点，AB.BC和的长度分别为a、价和则I、=a+bx+h2o试样拉断后，设颈缩处的最小横截面面积为4,由于断口不是规则的圆形，应在两个相互垂直的方向上量取最小截而的直径，以英平均

7、值计算4,然后按下式计算断面收缩率：A—A7,xl00%五、试验步骤1.测量试样尺寸测定试样初始横截面面积仏时，在标距厶的两端及屮部三个位置上，沿两个相互垂直的方向，测量试样直径，以其平均值计算各横截面面积，再以三个横截面面积屮的最小值作为公式屮的1.调整试验机按要求调整力•能试验机。根拯估计最大载荷，选用合适的测力。3•装夹试样按耍求装夹试件。4•将原始数据输入计算机。5.加载开始试验并单击“开始试验”按钮，加载应均匀、缓慢，速率控制在2mm/niin的范围内。加载的过程屮要注意屈服阶段和颈缩现象的出现。6.取下试件，将试验机

8、恢复原状。观察试件并测量有关数据。试验后的测量和断口的观察低碳钢材料拉断后，须计算其延伸率和截面收缩率，因此要测量断后标距t度和断口(颈缩)处直径。分析拉伸试样的断口，对于评价材料的质量是很重要的，而且还有助于判断材料的塑性、强度及其综合性能。观察低碳钢铸铁两种