金属拉伸实验报告
横截面积 S0 估计试验所需得最大荷 载,并据此选择合适得量程,配上相应得砝码砣,做好试验机得调零(注意:应消除 试验机工作平台得自重)、安装绘图纸笔等准备工作。
3、装夹试样:
先将试样安装在试验机得上夹头内,再移动试验机得下夹头(或工作平台、
或试验机横梁)使其达到适当位置,并把试样下端夹紧(注意:应尽量将试样得夹 持段全部夹在夹头内,并且上下要对称。完成此步操作时切忌在装夹试样时对试 样加上了荷载)。
当荷载达到最大力Fm后,示力指针由最大力 Fm 缓慢回转时,试样上某一部 位开始产生局部伸长与颈缩,在颈缩发生部位,横截面面积急剧缩小,继续拉伸所 需得力也迅速减小,拉伸曲线开始下降,直至试样断裂。此时通过测量试样断裂后 得标距长度Lu与断口处最小直径 du,计算断后最小截面积(Su),由计算公式
、 即可得到试样得断后伸长率A与断面收缩率 Z.
(a)低碳钢拉伸曲线图
(b)铸铁拉伸曲线图
图 2-2 由试验机绘图装置绘出得拉伸曲线图
头内得滑动较大,故绘出得拉伸图最初一段就是曲线。
1、低碳钢(典型得塑性材料)
当拉力较小时,试样伸长量与力成正比增加,保持直线关系,拉力超过 FP后 拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系得最大拉力就就是材料比例极限得力值 FP .
试件得初始截面面积;ﻫ
d0 —-试件在标距内得初始直径ﻫ
-— 实验
室里使用得金属拉伸试件通常制成标准圆形截面试件,如图 1 所示
图 1 拉伸试件
将试样安装在试验机得夹头中,然后开动试验机,使试样受到缓慢增加得拉 力(应根据材料性能与试验目得确定拉伸速度),直到拉断为止,并利用试验机得 自动绘图装置绘出材料得拉伸图(图 2-2 所示)。应当指出,试验机自动绘图装 置绘出得拉伸变形 ΔL 主要就是整个试样(不只就是标距部分)得伸长,还包括 机器得弹性变形与试样在夹头中得滑动等因素。由于试样开始受力时,头部在夹
【实验设备与器材】
1、电子万能试验机 WD-200B型 2、游标卡尺 3、电子引伸计
【实验原理概述】
为了便于比较实验结果,按国家标准 GB228—76中得有关规定,实验
材料要按上述标准做成比例试件,即:ﻫ
圆形截面试件: L0 =10d0 (长
试件)ﻫ
式中: L0 --试件得初始计算长度(即试件得标距);ﻫ
在继续,这种现象称为材料得屈服。低碳钢得屈服阶段常呈锯齿状,其上屈服点
B′受变形速度及试样形式等因素得影响较大,而下屈服点 B 则比较稳定(因此
工程上常以其下屈服点 B 所对应得力值 FeL 作为材料屈服时得力值)。确定屈服力 值时,必须注意观察读数表盘上测力指针得转动情况,读取测力度盘指针首次回
转前指示得最大力 FeH(上屈服荷载)与不计初瞬时效应时屈服阶段中得最小力 F eL(下屈服荷载)或首次停止转动指示得恒定力 Fe(L 下屈服荷载),将其分别除以试样得原始横截 面积(S0)便可得到上屈服强度 ReH与下屈服强 度ReL。即
【实验步骤】
一、低碳钢拉伸试验
1、试样准备:
为了便于观察标距范围内沿轴向得变形情况,用试样分划器或标距仪在试样 标距 L0 范围内每隔5 mm 刻划一标记点(注意标记刻划不应影响试样断裂),将 试样得标距段分成十等份.
用游标卡尺测量标距两端与中间三个横截面处得直径,在每一横截面处沿相 互垂直得两个方向各测一次取其平均值,用三个平均值中最小者计算试样得原始 横截面积 S0(计算时 S0 应至少保留四位有效数字)。
金属拉伸实验报告
【实验目得】
1、测定低碳钢得屈服强度 REh 、ReL 及 Re 、抗拉强度 Rm 、断后伸长率 A 与 断面收缩率Z 。
2、测定铸铁得抗拉强度 Rm 与断后伸长率 A。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中得各种现象(包括屈服、强化、冷作 硬化与颈缩等现象),并绘制拉伸图。 4、比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)拉伸机械性能得特点。
图 2-3 低碳钢得冷作硬化
匀得,拉伸曲线就是一段平缓上升得曲线,这时可明显地瞧到整个试样得横向尺 寸在缩小.此最大力 Fm为材料得抗拉强度力值,由公式 Rm=Fm/S0 即可得到材料 得抗拉强度 Rm。
如果在材料得强化阶段内卸载后再加载,直到试样拉断,则所得到得曲线如 图 2-3 所示。卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回,而就是沿近乎平行于弹性阶段 得直线卸回,这说明卸载前试样中除了有塑性变形外,还有一部分弹性变形;卸 载后再继续加载,曲线几乎沿卸载路径变化,然后继续强化变形,就像没有卸载一 样,这种现象称为材料得冷作硬化。显然,冷作硬化提高了材料得比例极限与屈服 极限,但材料得塑性却相应降低。
4、装载电子引伸计: 将电子引伸计装载在低碳钢试样上,注意电子引伸计要在比例极限处卸载。 5、进行试验: 开动试验机使之缓慢匀速加载(依据规范要求,在屈服前以 6~60 MPa/s 得 速率加载),并注意观察示力指针得转动、自动绘图得情况与相应得试验现象.当 主动针不动或倒退时说明材料开始屈服,记录上屈服点 FeH(主动针首次回转前得 最大力)与下屈服点 FeL(屈服过程中不计初始瞬时效应时得最小力或主动针首次 停止转动得恒定力),具体情况如图 2-4 所示(说明:前所给出得加载速率就是国 标中规定得测定上屈服点时应采用得速率,在测定下屈服点时,平行长度内得应 变速率应在 0、00025~0、0025∕s 之间,并应尽可能保持恒定。如果不能直接 控制这一速率,则应固定屈服开始前得应力速率直至屈服阶段完成).
2、铸铁(典型得脆性材料)
脆性材料就是指断后伸长率 A<5% 得材料,其从开始承受拉力直至试样被 拉断,变形都很小。而且,大多数脆性材料在拉伸时得应力-应变曲线上都没有明 显得直线段,几乎没有塑性变形,也不会出现屈服与颈缩等现象(如图 2-2b 所 示),只有断裂时得应力值-—强度极限。
铸铁试样在承受拉力、变形极小时,就达到最大力 Fm 而突然发生断裂,其抗 拉强度也远小于低碳钢得抗拉强度.同样,由公式R m =Fm/S 0 即可得到其抗拉 强度 Rm,而由公式 则可求得其断后伸长率 A.
在FP 得上方附近有一点就是Fc,若拉力小于 Fc而卸载时,卸载后试样立刻 恢复原状,若拉力大于 Fc 后再卸载,则试件只能部分恢复,保留得残余变形即为 塑性变形,因而Fc就是代表材料弹性极限得力值。
当拉力增加到一定程度时,试验机得示力指针(主动针)开始摆动或停止不
动,拉伸图上出现锯齿状或平台,这说明此时试样所受得拉力几乎不变但变形却
R eH= FeH/S 0
ReL = FeL/S0
屈服阶段过后,虽然变形仍继续增大,但力
值也随之增加,拉伸曲线又继续上升,这说明材
料又恢复了抵抗变形得能力,这种现象称为材料
得强化。在强化阶段内,试样得变形主要就是塑
性变形,比弹性阶段内试样得变形大得多,在达 到最大力 Fm之前,试样标距范围内得变形就是均