低碳鋼拉伸試驗

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1、試驗一金屬材料的拉伸與壓縮試驗1.1概述拉伸實驗是材料力學實驗中最重要的實驗之一。任何一種材料受力后都要產生變形，變形到一定程度就可能發(fā)生斷裂破壞。材料在受力——變形——斷裂的這一破壞過程中，不僅有一定的變形能力，而且對變形和斷裂有一定的抵抗能力，這些能力稱為材料的力學機械性能。通過拉伸實驗，可以確定材料的許多重要而又最基本的力學機械性能。例如：彈性模量E、比例極限Rp、上和下屈服強度ReH和ReL、強度極限Rm、延伸率A、收縮率Z。除此而外，通過拉伸實驗的結果，往往還可以大致判定某種其它機械性能，如硬度等。我們以兩種材料——低碳鋼，鑄鐵做拉伸試驗，以便

2、對于塑性材料和脆性材料的力學機械性能進行比較。這個實驗是研究材料在靜載和常溫條件下的拉斷過程。利用電子萬能材料試驗機自動繪出的載荷——變形圖，及試驗前后試件的尺寸來確定其機械性能。試件的形式和尺寸對實驗的結果有很大影響，就是同一材料由于試件的計算長度不同，其延伸率變動的范圍就很大。例如：對45#鋼：當L0＝10d0時（L0為試件計算長度，d0為直徑），延伸率A10＝24~29%，當L0＝5d0時，A5＝23~25%。為了能夠準確的比較材料的性質，對拉伸試件的尺寸有一定的標準規(guī)定。按國標GB/T228-2002、GB/P7314-1987的要求，拉伸試件一

3、般采用下面兩種形式：圖1.11.10倍試件；圓形截面時，L0＝10d0矩形截面時，L0＝11.32.5倍試件圓形截面時，L0＝5d矩形截面時,L0＝5.65=d0——試驗前試件計算部分的直徑；S0——試驗前試件計算部分斷面面積。此外，試件的表面要求一定的光潔度。光潔度對屈服點有影響。因此，試件表面不應有刻痕、切口、翹曲及淬火裂紋痕跡等。1.2拉伸實驗一、實驗目的：1．研究低碳鋼、鑄鐵的應力——應變曲線拉伸圖。2．確定低碳鋼在拉伸時的機械性能（比例極限Rp、下屈服強度ReL、強度極限Rm、延伸率A、斷面收縮率Z等等）。3.確定鑄鐵在拉伸時的力學機械性能。二

4、、實驗原理：拉伸實驗是測定材料力學性能最基本的實驗之一。在單向拉伸時F—ΔL（力——變形）曲線的形式代表了不同材料的力學性能，利用：可得到σ—ε曲線關系。三、實驗所用的設備、儀器和工具1、Zwick電子萬能材料試驗機一臺2、游標卡尺一支3、記號筆一支4、低碳鋼、鑄鐵試件各一個四、實驗步驟：1．量度試件尺寸：1）量度直徑d0。對于圓試件，在計算長度的兩端及中部三處用卡尺測量，每一處都要在兩個互相垂直的方向上量出直徑，取其直徑最小值，測量精度到±0.1mm。2）確定計算長度L0。在試件中間等粗的細長部分內，量取計算長度L0（按10倍或5倍試件確定）。然后用刻

5、線機（記號筆等）把計算長度L0分成若干等分（通常是以5mm或10mm為一等分）。以便當試件斷裂不在中間時進行換算，從而求得比較正確的延伸率。但刻線時，應盡量輕微。建議使用下列表格表1.3。表1.3拉伸試件原始尺寸數據記錄材料標距L0（mm）直徑d0(mm)橫截面面積S0(mm)截面I截面II截面III12平均12平均12平均低碳鋼10010.0010.0210.019.9810.009.9910.0010.0010.0078.54鑄鐵6010.0210.0010.0110.0010.0010.0010.0210.0210.0278.70以拉伸試驗為例，電

6、子萬能試驗機的主要操作步驟如下：1)打開主機電源2)靜候數秒，以待機器系統(tǒng)檢測3)打開TestXpert測試軟件，選取相應測試程序（或直接在電腦桌面上雙擊程序圖標）4)按主機“ON”按鈕，以使主機與程序相連5)順利后，點擊“LE”圖標以使夾具恢復到設定值6)用游標卡尺測量試樣尺寸，并輸入7)擺放試樣于試樣臺，用夾具夾持試樣一端8)點擊“清零”圖標，使力值清零9)用夾具夾持試樣另一端10)點擊“Start”圖標，開始測試11)彈出試樣尺寸確認框，輸入試樣尺寸，點擊“OK”12)測試終止后，取出試樣13)按“LE”按鈕，使橫梁自動恢復到初始位置，程序自動計算

7、測試結果并作出圖表14)將斷裂后試樣尺寸輸入15)點擊“PrintProtocol”圖標，打印測試報告16)保存測試結果文件，另存為*.zse格式的文件17)退出程序18)關閉主機電源，清理工作臺4．試驗注意事項：隨時注意觀察試件在拉伸過程中的形狀變化和應力——應變曲線的變化情況。1）當試件拉伸過程中，當應力——應變曲線出現(xiàn)平臺時載荷即到達屈服階段，在試件表面可能出現(xiàn)契爾諾夫滑移線。2）過了屈服階段后，觀察冷作硬化現(xiàn)象。3）當載荷到達最大值（Fm）時，曲線開始回落下降，密切注意試件形狀的變化，此時可看到頸縮現(xiàn)象。4）試件拉斷后，立即停機存盤。打印出所得的

8、拉伸圖，取下試件并量度此時的斷后標距長度Lu（如果試件是斷在計算長度之外的作廢）