材料的拉伸试验试验报告

1、材料的拉伸试验实验内容及目的(1) 测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服强度 6、抗拉强度皿、伸长率6和断面收缩率平。(2) 掌握万能材料试验机的工作原理和使用方法。实验材料及设备低碳钢、游标卡尺、万能试验机。试样的制备按照国家标准GB639286金届拉伸试验试样，金届拉伸试样的形状随着 产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样 和矩形截面试样。如图1所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分的试验段长度l称为试样的标距，按试样的标距l与横截面面积A之 间的关系，

2、分为比例试样和定标距试样。圆形截面比例试样通常取l =10d或l =5d , 矩形截面比例试样通常取l =11.3办 或l =5.65成,其中,前者称为长比例试样(简 称长试样)，后者称为短比例试样(简称短试样)。定标距试样的l与A之间无上 述比例关系。过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接， 以保证试样断裂时的断口 在平行部分。夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的 以及万能试验机的夹具结构进行设计。对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准 GB6397 86。（b）图1拉伸试样（a）圆形截面试样；（b）矩形截面试样实验原理进行拉伸试验时，外力必须通过试样轴线，以确保材

3、料处丁单向应力状态。低碳钢具有良好的塑性，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段：弹性阶段：试件的变形是弹性的。在这个范围内卸载，试样仍恢复原来的尺 寸，没有任何残余变形。屈服（流动）阶段：应力应变曲线上出现明显的屈服点。这表明材料暂时丧 失抵抗继续变形的能力。这时，应力基本上不变化，而变形快速增长。通常把下 屈服点作为材料屈服极限（乂称屈服强度），即瓦=Fs ,是材料开始进入塑性的A标志。结构、零件的应力一旦超过屈服极限，材料就会屈服，零件就会因为过量 变形而失效。因此强度设计时常以屈服极限作为确定许可应力的基础。强化阶段：屈服阶段结束后，应力应变曲线乂开始上升，材料恢复了对继续 变形的抵抗能力，载

4、荷就必须不断增长。 D点是应力应变曲线的最高点，定义为 材料的强度极限乂称作材料的抗拉强度，即 吼=呈。对低碳钢来说抗拉强度是A材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进入颈缩阶段的标志。颈缩阶段：应力达到强度极限后，塑性变形开始在局部进行。局部截面急剧 收缩，承载面积迅速减少，试样承受的载荷很快下降，直到断裂。断裂时，试样 的弹性变形消失，塑性变形则遗留在破断的试样上。材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量， 单拉时的塑性指标用断后伸长率6和断面收缩率平来表示。即-li T100%,r =.a-l 100% A其中l试样的原始标距；ll 将拉断的试样对接起来后两标点之间的距离。A试样的原始横截

5、面面积；Ai拉断后的试样在断口处的最小横截面面积。低碳钢颈缩部分的变形在总变形中占很大比重。测试断后伸长率时，颈缩局 部及其影响区的塑性变形都应包含在标距 l之内，这就要求断口位置应在标距的 中央附近，若断口落在标距之外则试验无效。工程上通常认为，材料的断后伸长率、.> 5%属丁韧断，、.< 5%则届丁脆断。 韧断的特征是断裂前有较大的宏观塑性变形，断口形貌是暗灰色纤维状组织。低碳钢断裂时有很大的塑性变形，断口为杯状周边为450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状，因此是一种典型的韧状断口。实验过程(1) 将试样打上标距点，并刻画上间隔为10mm或5mm的分格线。(2) 在试样标距范围

6、内的中间以及两标距点的内侧附近，分别用游标卡尺在相互垂直方向上测取试样直径的平均值为试样在该处的直径，取三者中的最小值作为计算直径。(3) 把试样安装在万能试验机的上、下火头之间，估算试样的最大载荷，选择相应的测力盘，配置好相应的摆锤，调整测力指针，使之对准“0”点，将从动指针与之靠拢。(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，直至试样被拉断为止，并分别记录下主动指针回转时的最小载荷 Fs和从动指针所 停留位置的最大载荷Fb0(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和两标点之间的距离注意事项(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) 加载时速度要均匀缓慢，防止冲击。数据处理(1)试样原始尺寸表1试样原始数据材料名称试验前标距L1 (mm)直径d (mm最小截面积A123平均平均平均低碳钢(2)试验后试样尺寸表2拉断后试样尺寸数据材试验后料标颈缩处之直径d1( mm)颈缩处截面积(名称距L1 (mm)平均低帔钢(3)记录数据表3万能试验机上数据材料名称屈服载荷(kN)取人载何(kN)低碳钢(4)计算过程(5)计算结果表4计算结果表材料名称强度指标塑性指标屈服强度(MPa抗拉强度(MPa伸长率