4
4.1将试验测得的数据进行整理：
表1 拉伸前试样的直径
编号
上
中
下
平均
1
10.00
10.04
10.00
10.02
10.00
10.00
平均10.02
平均10.01
平均10.00
10.02
2
9.88
9.92
9.88
9.90
9.88
9.90
平均9.90
平均9.89
平均9.89
9.89
3
9.96
9.99
9.96
abaner
拉伸试验报告
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拉伸试验报告
一、试验目的
1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能
2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数
4.3.4真应力真应变与Hollomon公式
真应力与工程应力的换算公式为 ，真应变与工程应变的换算公式为 。在均匀变形的塑形阶段，均匀选取8个点，记录这8个点的工程应力、工程应变值。
Hollomno公式为在真应力-真应变曲线下，表征金属应变硬化能力的经验公式，其经验表达式为：
其中K称为应变硬化系数，n称为应变硬化指数，S为真应力，e为真应变。
5.70
61.58
61.68
61.72
5.76
平均值
61.62
5.73
方差
0.003656
标准差
0.06046
表4 3号试样断后标距和断后直径
断后标距Lu/mm
断后直径Du/mm
测量值
5.70
5.80
5.76
5.80
5.78
5.76
5.78
5.68
5.68
5.72
5.68
5.70
平均值
5.74
方差
0.00212
拉伸过程
（4）继续拉伸试样，直到试样断裂。将试样从试验机上取下，观察端口形貌。可以看到端口周边的剪切唇。
测量断后试样
（5）按照国标精度，测量断后试样颈缩直径、断后标距长度。试样旋转90度，再测量一遍。
输出报告
（6）根据拉伸过程中测得的应力、位移和塑形变形的数据，按照国家标准给定的数据处理方式，计算机输出拉伸试验测得的四项拉伸强度和拉伸塑形的测试结果。
对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。与退火相比，正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比较细小，因而强度和硬度较高。
对于低碳钢工件，由于退火后硬度太低，切削加工中易粘刀，光洁度交叉，效率低，故用正火来提高其硬度，改善其切削加工性能。[1]
在本实验中，我们所检测到的正火处理后材料性能的主要变化应为硬度的升高。
（2）机加工的试样
如果试样的夹持端与平行长度的尺寸不同，他们之间应以过渡弧相连，此弧的过渡半径的尺寸可能很重要。
试样夹持端的形状应适合试验机的夹头。试样轴线应与力的作用线重合。
（5）原始横截面积的测定
原始横截面积的测定应准确到 。比例试样的原始标距与横截面积有 关系。国际上使用的比例系数k的值为5.65，也可以取11.3。本试验中试样的直径为10mm。
范围
修约间隔
ReL、Rm
≤200N/mm2
＞200N/mm2-1000N/mm2
＞1000N/mm2
1N/mm2
5N/mm2
10N/mm2
A
0.05%
Z
0.05%
由于游标卡尺的精度为0.02mm，因此修约间隔为0.02mm。可以得到如下表所示的测量结果：
表6 修约后的断后标距和断后直径
断后标距Lu/mm
断后直径du/mm
样品1
68.12
5.92
样品2
61.62
5.74
样品3
5.74
4.3伸长率、截面收缩率和拉伸曲线的处理
4.3.1伸长率
由测量得出的试样断后标距以及试样拉伸前的标准标距可以得到伸长率
一号样品的伸长率为
二号样品的伸长率为
4.3.2截面收缩率
由测量的得到的试样断后的缩颈的直径和试样拉伸前的直径可以得到截面收缩率。一号样品的截面收缩率
二、试验要求：
按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。
三、
低碳钢在不同的热处理状态下的力学性能是不同的。为了测定不同热处理状态的低碳钢的力学性能，需要进行拉伸试验。
拉伸试验是材料力学性能测试中最常见试验方法之一。试验中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实反映了材料抵抗外力作用的全过程。它具有简单易行、试样制备方便等特点。拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制以及设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值
0.0285
304.3976
313.0729
0.0281
5.7464
-3.5719
2.1178
27451.0000
0.0424
348.9963
363.7937
0.0415
5.8966
-3.1814
3.1673
30331.0000
0.0633
385.6109
410.0201
0.0614
6.0162
-2.7907
标准差
0.0461
国标规定断后标距方差小于0.25mm，直径Δdu/du<1%
（1）对2号样品的断后标距进行验证，通过测量的六个标距可以求得平均值
=61.62mm
由此可以求的六组数据的方差为
=0.06mm
由于0.06mm<0.25mm，因此所测得的断后标距的误差范围符合国家标准。
（2）对3号样品的断后直径进行验证，通过测量六组数据可以得到平均值
由拉伸曲线选取的点可以得到lnS对lne的直线关系，经拟合可以得到直线的斜率为n，直线的截距为lnk，由此可以得到n和k的值（k为应变硬化系数，n为应变硬化指数）。
（1）1号试样计算所得数据如下：
表7 1号试样的应力-应变数据
变形量/mm
拉力/N
ΔL/50（ε）
σ
S
e
lnS
lne
1.4241
23943.0000
试验时的温度为室温10-35℃，较为严格的控制为23±5℃，加载速率为6-60MPa/s.
实验室条件：试验程序文件50.0mm，测量范围为标距最大为25mm，精度在（2-100%）FS内精度优于示数的1%。
2.2游标卡尺
游标卡尺的量程：200mm 分度：50 最小分辨能力：0.02mm
四、试验准备内容
具体包括以下几个方面。
1
（1）试验材料的形状和尺寸的一般要求
试样的形状和尺寸取决于被试验金属产品的形状与尺寸。通过从产品、压制坯或铸件切取样坯经机加工制成样品。但具有恒定横截面的产品，例如型材、棒材、线材等，和铸造试样可以不经机加工而进行试验。
试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。
同理可以得到2号、3号试样的截面收缩率为66.32%和66.92%
4.3.3拉伸曲线
从拉伸曲线可以直接得到屈服强度和抗拉强度。
（1）1号试验拉伸的应力应变曲线
图1 1号试样应力应变曲线
（2）2号试样拉伸的应力应变曲线如下：
图22号试样工程应力应变曲线
（3）3号试验拉伸的应力应变曲线如下：
图33号试样工程应力应变曲线
（7）试样的制备
对于名义直径10mm的试样，尺寸公差为0.03mm。对于满足上述机加工条件的名义直径10mm的试样，沿其平行长度的最大直径和最小直径之差不应超过0.04mm。
2
试验测试的主要内容拉伸曲线、伸长率、断面收缩率
测量工具游标卡尺划线仪器引伸计YYU-25/50
测量设备万能试验机WDW-200D
通过拉伸实验测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度和塑形性能，并根据应力-应变曲线，确定应变硬化指数和系数。用这些数据来进行表征低碳钢的力学性能，并对不同热处理的低碳钢的相关数据进行对比，从而得到不同热处理对低碳钢的影响。
拉伸实验根据金属材料室温拉伸试验方法的国家标准，制定相关的试验材料和设备，试验的操作步骤等试验条件。
划线测量
（1）利用游标卡尺测量样品的直径，在不同的部位测量三次，用直尺测量样品的原始标距，同样取不同位置测量三次。然后使用划线器在试样上画出试样的标距。
按照试样
（2）将样品安装在万能拉伸试验机上，按照试验机的操作流程，对样品进行拉伸，在电脑上记录拉伸曲线
界面操作
（3）设置电脑屏幕上的各种拉伸参数，将初始数据设置为零，点击开始按钮，开始拉伸试验。当拉伸量趋于平稳，将引申计取下，避免破坏设备。
9.97
9.97
9.99
平均9.98
平均9.97
平均9.98
9.98
表2 1号试样断后标距和断后直径
断后标距Lu/mm
断后直径Du/mm
数据
68.10
68.12
5.90
5.94
平均值
68.11
5.92
表3 2号试样断后标距和断后直径
断后标距Lu/mm
断后直径Du/mm
测量数据
61.56
61.58
61.58
3.8887
31603.0000
0.0778
401.7824
433.0411
0.0749
6.0708