实验一金属拉伸试验2之欧阳文创编

1、实验一金属拉伸试验时间:2021.03.12创作：欧阳文拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的种极为 重要的基本试验。金属的力学性能可用强度极限Ob、屈服极限os、延伸 率6、断面收缩率屮和冲击韧度5五个指标来表示。它是机 构设计的主要依据。在机构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泣强度，这就需要测 定材料的性能指标是否符台要求，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，是研究金属材料各种使用条件下，确定其工作可靠性的 主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所

2、 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屮的几个力学性能指标：屈 服极限OS、强度极限Ob、延伸率6、断面收缩率屮。铸铁 的ob。2、观察低碳钢、铸铁在拉抻过程中的各种现彖，绘制拉伸图（P-AL图）由此了解试件变形过程屮变形随荷载变化 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、试验设备仪器及量具万能材料试验机，引伸仪，游标卡尺；小直尺。三、试件金属材料拉伸试验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以 互相比较，试件形状尺寸必须按国家桶准GB22876的规定 制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下

3、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Lo和直径之比，长试件为L0/d0=10,以表 示，短试件为Lo / do=5以6 s表示。矩形试件截面面积A。和 标距L。之间关系应为厶=11.3“ 或厶=5.65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OS、Ob、屮是由拉伸破坏实 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 欧阳文创编系的拉伸图（P-AL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、弹性阶段二0A2、

4、屈服阶段一BC3、强化阶段一CD4、颈缩阶段一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，测力度盘的指针 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Pso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 降低的现彖称为冷作硬化。当荷载达到最大值Pb后，试样的 某一部位截

5、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。实验屮可测得：Ps 一屈服荷重。Pb 最大荷重。Li 一断后标距部分长度。d断后最细部分截面积。由此可计算丄1、屈服极限： 观2、强度极限： 他3、延伸率:y/= /A LX1OO%4、截面收缩率： 观其中A。、L。均为拉伸前试件的截面面积及标距。五、实验步骤1. 测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标（1）测量试样的尺寸。（2）把低碳钢拉伸试样安装在万能试验机的上、下夹 头之间。再把引伸仪安装在试样的中部，并将指针调零。（3）设置加载方式，调整好装置。（4）开动万能试验机，匀速缓慢加载，观察试样的屈 服现象和颈缩现象，直至试样被拉断为

6、止。并分别记录下主 动指针回转时的最小载荷巴和最大载荷人。（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。2. 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，再 把引伸仪安装在试样的屮部，调整好装置。（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，记录最大荷载代值。观察 计算机上出现的曲线。六. 实验数据的记录与计算1. 测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标表曰测定低碳钢拉伸性性能指标试验的数据试样尺寸实验数据实验前：标距心mm直 径d=mm实验后：标距人=mm垠小直径心=mm屈服载荷

7、E = kN最大载荷Fb = kN屈服应力s = FJA = MPa 抗拉强度5 =心以=MPa 伸长率 5 =（人一/）/100% = 断面收缩率S-A）/4xlOO% =拉断后的试样草图试样的拉伸图2.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标表2测定灰铸铁拉伸时疇性能指标试验的数据记录与试样尺寸实验数据实验前：直 径 =mm最大载荷Fb=kN 抗拉强度7b = M=MPa拉断后的试样草图试样的拉伸图4. 拉伸试验结果的计算精确度（1）强度性能指标（屈服应力和抗拉强度久）的计算 精度要求为05MPa,即：凡025MPa的数值舍去，$0.25MPa而 0-75MPa的数值化为0.5MPa,三0.75MPa的数值者则进为IMPa。（2）塑性性能指标（伸长率和断面收缩率肖）的计算精度要求为05%,即：凡0.25%的数值舍去，0.25%而0.75% 的数值化为, 2 075%的数值则进为1%。七、结束工作1. 实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规 程，严禁开“快速”档加载。开动万能试验机后，操作者不 得离开工作岗位，实验中如发生故障应立即停机。2. 引伸仪系精密仪器，使用时须谨慎小心，不要用手触 动指针和杠杆。安装时不能卡得太松，以防实验屮脱落摔 坏；也不能卡得太紧