低碳钢铸铁的拉伸试验

1、工程力学实验兼告实验名称:试验班级:实验组号:试验成员:实验日期:一、试验目的1、测定低碳烟的屈服点名,强度极限外，延伸率5,断面收缩率2、测定储铁的强度极限外。3、观察低碳钠拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等）,并绘制拉伸曲线。4、熟悉试限机和我它有关仪器的使用。二、实验设备1 .液压式万能实验机；2 .游标卡尺三、设备简介万能试验机简介具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种价力实险功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一股都由两个基本部分组成：1、加我部分：利用定的动力和传动装性/迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，叫对试件加载。2,测控部分：指示试件所受栽荷大小及变形情况

2、。四、实验原理低碳钢和铸铁是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型.低碳烟的整个试验过程中1:作段的伸长坛与柿载的关系由拉伸图表示.做实脍时，可利用万能材料试验机的门动绘困装置绘出低碳钠试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量4L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段星曲线是由试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段：（1）弹性阶段（Ob段）在拉伸的初始阶段，曲线（oa段）为-直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。线性段的最向点则称为材料的比例极限（。，），线性段的直税斜率即为材料的伸

3、性换氤Eq线性阶段后.。-R曲线不为直线（ab段），应力应变不再成正比,但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会涓原曲线返卜”，我荷邮到零时，变形也完全消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（。.），一般对于铜等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。（2）屈服阶段（be段）超过弧性阶段后，应力几乎不变，只是在某微小范困内匕下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服，使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（。1。当材料屈服时.如果用砂纸将试件衣而打磨.会发现试件衣面呈现出与轴线成45。斜纹。这是由于试件的45斜截面上作用有最大切应力,这些斜坎是由于材料沿很大切应力作用而产生

4、滑移所造成的，故称为滑移线。（3）强化阶段（06段）经过屈服阶段后,应力应变出线呈现曲线上升趋势,这说明材料的抗变形能力又增强了.这种现称为应变硬化Q若在此阶段卸税，则卸载过程的应力应变曲线为条斜找如d-d斜线）.其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸我到零时，变形并未完全消失,应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变.相应地应力减小至零时消失的W变称为弹性应变。卸载完之后，K即揖加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸魏时的百线变化。因此，如果将却我后已有裁件变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。在硬化阶段应力应变曲线存在个最高点，该最

5、高点对应的应力称为材料的强度极限（。1，理度极限所对应的栽荷为试件所能承受的最大载荷已.（4）局部变形阶段（ef段）试样拉伸达到强度极限。b之的,在标扼范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限。、之后,试祥出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。颈缩出现后，使试件继续变形所需我荷减小，故应力应变曲线呈现卜降趋势，儿至最后在f点断裂。试样的断裂位苴处r颈缩处，断口形状呈.杯状，这说明引起试样破坏的原因不仅有拉应力还有切应力。（5）伸长率和断面收缩率试样拉断后.由于保留了塑性变形,标即由原来的L变为L,。用百分比我示的比位A=L-Lo）/L：*100%称为伸长率。试样的塑性变形越大，也战大。因此.伸

6、长率是衡量材料塑性的指标。原始横旅而而枳为分的试样,拉断后缩颈处的最小横截而面积变为AL用百分比表示的比值Z=Ao-A3）/Ao*100%称为断面收缩率。Z也是衡量材料型性的招标。所以,低碳钢拉伸破坏变形很大,断口缩颈后,埔口有45度茬口,由于该方向上存在最大剪应力，造成的，用于剪切破坏力。五、实验内容及数据处理1、实验前测低碳钢和铸铁的直径和分：段测低硬钢和铸铁的白衿山、机ML以及板面积限材料直径djxm标距Lj/mm战面积%rmIIIIII平均值/mm121212低碳钢10.009.9010.0010.109.709.909.8098.0075.39铸铁10.109.7010.3010.0

7、09.9010.009.9099.0076.942、进行低碳钢拉伸试验（1）将低碳钠按要求放千方能试蛉机上,并步步按照实检要求进行试验。试验完成后将拉伸曲线打印出来。（2）记录试验后低碳例式样的断口直径&、断裂后的标阻长度L、断口处断口直径djnm断裂后的标距长度Lj/nnn断口处横松面积AJmm212平均值5.005.005.0012519.63横截面积瓦以及断面形状。断面形状如卜图:两大口中旧最大力FJKN抗拉强度6/MP上屈服应力Fn/KN上屈服强度6JMP下屈服应力FJKN下屈承强度6经/MP断后伸长率A/%断向收缩率Z/%36.75487.4725.7541.5623.00305.0

8、827.55%73.96%计算应力值（强度）、仲长率A及收缩率Z并填写下表。抗拉强度65=FJAo=36.75*10775.39=487.47MP上屈服强度6九6幻=25.75*10775.39=341.56MP卜屈极强度6a635Fs：/A.=23.00*10775.39=305.08MP断后伸长率AA=(L：-U)/U*10O%=(125-98)/98100%=27.55%断面收缩率ZZ=(A：-A)/%*10破=(75.39-19.63)/75.39*100%=73.96%3、进行悟铁拉伸试验1）将低碳钢按要求放于万能试胶机上，并一步步按照实验要求进行试验。试船完成后将拉伸曲线打印出来o2）偌铁断后观察断面形状。（3）计算应力值（强度）并填写下去.最大力F/KX|抗拉强度瓦丽17.96233.43抗拉强度66=6=17-96*10776.94=233.13MP六、思考题1 .根据实哈时发生的现象和实收结枭比较低碳钢和铸快的机械性能彳什么不同?答：低碳钢是典型的塑性材料，拉伸时会发生屈限,会产生很大的些性变形,断裂前仃明显的颈缩现象，拉断后断口呈凸凹状,而铸铁拉伸