实验1拉压试验.doc

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1、实验一金属材料拉伸实验拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。金属的力学性能可用强度极限σb、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ和冲击韧度αk五个指标来表示。它是机械设计的主要依据。在机械制造和建筑工程等许多领域，有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的抗拉强度，这就需要测定材料的性能指标是否符合要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料在各种使用条件下，确定其工作可靠性的主要工具之一，是

2、发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。一、实验目的1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率Ψ。铸铁的σb。2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能，及断口形貌。二、实验设备仪器及量具万能材料实验机，引伸仪，划线台，游标卡尺；小直尺。三、试件金属材料拉伸实验常用圆形试件。为了使实验

3、测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必须按国家标准GB228—76的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下不能做成标准试件时，应按规定做成比例试件。图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于板材可制成矩形截面。园形试件标距L。和直径之比，长试件为L0／d0＝10，以δ10表示，短试件为L0／d0=5以δs表示。矩形试件截面面积A0和标距L0之间关系应为7或试件两端为夹持部分，因夹具类形不同，圆形试件端部可做成圆柱形，阶梯形或螺纹形如图1。四、实验原理材料的机械性能指标σs、σb、δ、Ψ是由拉伸破坏实

4、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—ΔL图)如图2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、屈服阶段—BC3、强化阶段—CD4、颈缩阶段—DE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。此时可记录下屈服点Ps7。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

5、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，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Pb后，试样的某一部位截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一屈服荷重。Pb—最大荷重。L1一断后标距部分长度。A1一断后最细部分截面积。由此可计算1、屈服极限：2、强度极限：3、延伸率：4、截面收缩率：其中A0、L0均为拉伸前试件的截面面积及标距。五、实验步骤1.测定低碳钢的弹性常数（1）

6、测量试样的尺寸。（2）先将低碳钢的拉伸试样安装在万能试验机上，再把引伸仪安装在试样的中部，并将指针调零。（3）按等量逐级加载法均匀缓慢加载，读取引伸仪的读数。72.测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标（1）将试样打上标距点，并刻画上间隔为或的分格线。（2）在试样标距范围内的中间以及两标距点的内侧附近，分别用游标卡尺在相互垂直方向上测取试样直径的平均值为试样在该处的直径，取三者中的最小值作为计算直径。（3）把试样安装在万能试验机的上、下夹头之间。设置加载方式，调整好自动绘图装置。（4）开动万能试验机，匀速缓慢加载，

7、观察试样的屈服现象和颈缩现象，直至试样被拉断为止。并分别记录下主动指针回转时的最小载荷和从动指针所停留位置的最大载荷。（5）取下拉断后的试样，将断口吻合压紧，用游标卡尺量取断口处的最小直径和两标点之间的距离。3.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标（1）测量试样的尺寸。（2）把试样安装在万能试验机的上、下夹头之间，调整好自动绘图装置。（3）开动万能试验机，匀速缓慢加载直至试样被拉断为止。用慢速加载直到试件断裂，记录最大荷载Pb值。观察自动绘图器上的曲线。7六、实验数据的记录与计算1.测定低碳钢的弹性常数表1-1测定低碳

8、钢的弹性模量试验的数据记录与计算试样尺寸：直径引伸仪参数：标距放大倍数变形/格载荷/第一次第二次读数增量引伸仪读数n增量引伸仪读数n增量增量均值增量均值格增量均值格试样在引伸仪标距内伸长的平均值弹性模量2.测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标表1-2测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标试验的数据记录与计算试样尺寸实验数据实验前：标距直径实验后：标距最小直径屈服载荷最大载荷