試驗(yàn)一拉伸試驗(yàn)a

1、金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^察、比擬低碳鋼45號鋼和鑄鐵的拉伸過程及破壞現(xiàn)象，測定其主要的力學(xué)性能指標(biāo)，并比擬其機(jī)械性能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1. CSS-1110電子萬能試驗(yàn)機(jī)見附錄一或1 5-2型材料拉力試驗(yàn)機(jī)見附錄一2 游標(biāo)卡尺3分規(guī)三、實(shí)驗(yàn)概述拉伸實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)中最根本最重要的實(shí)驗(yàn)。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以相互比擬，必須對試件、試驗(yàn)機(jī)及實(shí)驗(yàn)方法做出明確具體的規(guī)定，我國國標(biāo)GB228- 87 “金屬拉伸試血圖1 拉伸試件試驗(yàn)方法中規(guī)定對金屬拉力試件通常采用圓形和板狀兩種試件，如圖1所示汁0對于比例試件，對圓截面試件規(guī)定或?qū)Π鍫钤嚰?，?guī)定 A0=11.3或5.65式中I 試件的標(biāo)距do試件直徑

2、取標(biāo)距內(nèi)三處最小的一處平均值A(chǔ)o板試件橫截面積本實(shí)驗(yàn)采用圓截面比例試樣。1低碳鋼作為塑性材料的代表，在常溫、靜荷下做拉伸實(shí)驗(yàn)。將試件安裝在試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭中，加載后，觀察試件的受力、變形直至破壞的全過程。試驗(yàn)機(jī)的自動繪圖裝置畫出試件的拉伸圖，實(shí)驗(yàn)中可直接從測力度盤讀下屈服載荷Ps和破壞前試件所能承受的最大載荷Pb,由以下兩式算得兩個主要強(qiáng)度指標(biāo)為屈服極限：；sPsAoPb強(qiáng)度極限：cb =A其中Ao為試件原始橫截面面積。低碳鋼拉伸過程中，屈服階段反映在拉伸圖上為一水平波動線，去除初始瞬時效應(yīng)后波動的最低點(diǎn)所對應(yīng)的載荷為屈服載荷，故在試驗(yàn)機(jī)測力度盤上讀取屈服載荷時，應(yīng)在第一次波動之后再讀到的最小

3、力值即為屈服載荷。觀察時要注意記錄。試件拉斷后，可由測力度盤上的副針讀出破壞前試件所能承受的最大載荷，并測量拉斷l(xiāng) o為試件之原始標(biāo)距長度l i為試件拉斷后標(biāo)距長度2、鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn)由于鑄鐵在拉伸過程中沒有屈服階段, 得其強(qiáng)度極限，即四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 用劃線機(jī)劃上試件的標(biāo)距，并將其 碳鋼2. 用分規(guī)和游標(biāo)卡尺測量試件的直徑且在很不顯著的變形下即斷裂，故對鑄鐵只能測PbAo10等分，以便觀察變形沿軸線的分布情況。低do和標(biāo)距I o。在標(biāo)距中央及兩條標(biāo)距線附近各取后的標(biāo)距局部長度li和拉斷后頸縮處的最小直徑 di。由以下兩式算得其主要塑性指標(biāo)：延伸率：I _lcA A1OO%截面收縮率：1OO%I

4、 oAo式中，Ai為試件拉斷后，頸縮處之最小截面積一截面進(jìn)行測量，每一橫截面沿互垂方向各測一次取其平均值，再用所得的三個數(shù)據(jù)中的最 小值計算試件的橫截面面積。3.檢查機(jī)器，選擇度盤并配上相應(yīng)擺錘。將試件夾裝在上夾頭中，轉(zhuǎn)動齒桿調(diào)整度盤 零點(diǎn)，再把試件夾在下夾頭中，最后將自動繪圖裝置調(diào)整好。4經(jīng)教師檢查后開動機(jī)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，注意觀察自動繪圖裝置、載荷刻度盤及試件的變形，特別是彈性、屈服、強(qiáng)化和頸縮各階段的特征，注意記錄Ps及Pb。試件斷裂后，立即關(guān)閉馬達(dá)。5卸下拉斷的試件，測量頸縮處之最小直徑 di和標(biāo)距長度I 1,對于圓形試件，在頸縮 最小處兩個垂直方向上測量其直徑，用兩者的平均值作

5、為di。拉斷后標(biāo)距長度I i的測量：將試件拉斷后的兩段在拉斷處緊密對接起來，盡量使軸線i位于一條直線上。假設(shè)斷口位于標(biāo)距中間的長度內(nèi)，那么直接測量標(biāo)距兩端點(diǎn)長度得I 1。假設(shè)lo斷口離鄰近的標(biāo)距端點(diǎn)距離小于或等于時，因?yàn)樵嚰^部較粗局部將影響頸縮局部的局部伸長量，使3偏小，因此需用“斷口移中法來確定I 1。例如，設(shè)標(biāo)距內(nèi)共有10格見圖2, 斷口偏左。取左邊標(biāo)距起點(diǎn) c至斷口間的格數(shù)的兩倍為n，格n，取偶數(shù)至b點(diǎn)，量得cb長度為1 ，再自b向右取格數(shù)n 至a點(diǎn)，使n * 2n = 10格，量出ba長度為1 ，那么Ii2I假設(shè)斷口在標(biāo)距兩端點(diǎn)或標(biāo)距之外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果無效。_Cbad 一 . 一一-t-

6、 F-卜1-L c .圖2 移位法示意圖6. 觀察破壞現(xiàn)象并畫下破壞斷口的草圖。7. 測量斷后數(shù)據(jù)。8 取下繪圖紙，對拉伸圖進(jìn)行修整，注明坐標(biāo)及比例尺。9 切斷電源，整理現(xiàn)場。鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)參照低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行。五、預(yù)習(xí)要求1 閱讀本實(shí)驗(yàn)講義及“試驗(yàn)機(jī)介紹見附錄一2 閱讀教材中材料力學(xué)性能的有關(guān)局部。3 思考題1低碳鋼拉伸圖可分為幾個階段？每一階段，力與變形有何關(guān)系？出現(xiàn)什么現(xiàn) 象？2低碳鋼和鑄鐵在拉伸時可測得哪些力學(xué)性能指標(biāo)？用什么方法測得？4 準(zhǔn)備好測試記錄表格。附：實(shí)驗(yàn)報告格式實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)日期一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)設(shè)備1 型試驗(yàn)機(jī)鋼試件所用量程 鑄鐵試件所用量程2. 游標(biāo)卡尺量程三、實(shí)驗(yàn)記錄與結(jié)果金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)班號 姓名小組成員、機(jī) 號最小刻度最小刻度最小刻度1 試件尺寸材料屈服載荷ps (kN)最大載何Pb (kN)拉斷后標(biāo)距l(xiāng)i (mm)頸縮處直徑di (mm)頸縮處最小橫截 面積 Ai ( mm2)平 均3 計算結(jié)果材料強(qiáng)度指標(biāo)塑性指標(biāo)屈服極限s (MPa)強(qiáng)度極限b (MPa)延伸率S (%)截面收縮率屮(%)注：計算結(jié)