金属拉伸试验

1、 主要用于固定试件于引伸计之上。27铁丝钩主要用于挑开橡皮筋。28手钳主要用于从拉伸机钳口取下断裂试件。29样坯制备本实验采用经机加工横截面为圆形的带头比例试样，本次试验采用A5.0试样。图2.91断裂试样拼接图实验方法和步骤本实验主要测定力学性能指标有最大力、规定非比例延伸力、规定总延伸力、弹性模量、抗拉强度、规定非比例延伸强度、规定总延伸强度、屈强比、断后伸长率、断面收缩率。试验之前应将试件表面油污擦拭干净，是否达到工艺要求，确保试件工作部分均匀分布于V形槽内。试件冲眼后，用螺旋测微器在标距端外侧以及中间位置分别在水平和垂直方向各测量一次直径并求其算术平均值，选取三者当中所测横截面积最小者

2、作为试样的原始截面积，横截面积按公式（3-1）计算。S=-兀d2（3-1）040式中：d一圆形试样平行长度部分的原始直径，mm;0S圆形试样平行长度部分的原始截面积，mm2；0表（3-1）原始截面积（S）的测定所用量具或测量装置的分辨力0mm试样截面尺寸分辨力不大于0.10.50.0010.52.00.0052.010.00.0110.00.05试验速度应根据材料性质和试验目的确定，除有关标准或协议另作规定外，拉伸速度应符合下述要求，测定规定非比例伸长应力、规定残余伸长应力和规定总伸长应力时，弹性范围内的速率应符合下表规定，并保持试验机控制器固定于这一速率位置上，直至该性能测出为止。表(32)

3、拉伸机拉伸速率表金属材料的弹性模量应力速度Q/mm2)siN/mm2最小最大1500002660根据材料强度极限o、试件的横截面积S、材料的杨氏弹性模量E,初步估计b试件所能承受的最大载荷、试验持续时间、送油速率值，完成引伸计装卡，将试件放入拉伸机楔形夹头内,进行装卡，最后检查相关试验参数设置。点击试验开始按钮，转动送油阀开始送油，试件被夹紧之后，缓慢均匀加载，由微机数采软件采集数据，生成(FAL)曲线，待送油速度达到指定值或其附近来回摆动停止送油阀送油，开始注意观察试验显示面板上变形的数值，待数值达到指定值或其附近来回摆动时，去除引伸计选中状态，摘下引伸计。接下来开始注意整个试验曲线的形成过

4、程和试验力、峰值、变形的实时显示状况，待试件被拉断之后，点击试验显示面板上的试验结束按钮，关闭送油阀，取下试件，打开回油阀进行回油。点击试验显示面板上的数据处理按钮，在打开的试验报告界面点击右下角的输入按钮，输入测量后的截面直径、标距，点击确认。在试验报告界面点击打印图标，最后点击存贮按钮，将实验结果存储到相应文件夹里。如下图所示，当载荷增加到A点时，拉伸图上04是直线段，表明此阶段内载荷与试件的变形成比例关系，即符合虎克定律的弹性范围。当载荷增加到B点时，试样虽在伸长，但速率表盘指针回归到零位或者回归到零位指针短时停留不动，然后在零位附近来回摆动，这时变形增加很快，载荷增加缓慢，这说明材料产

5、生了流动(屈服)，以B点对应的载荷值F除以试件的原始截面积4，即得到材料的流动极限So=F/4。流动阶段之后，速率盘指针继续向上摆动，而且指针摆动幅度与速度都SS在增加，随着载荷增加，塑性变形加大，试样继续伸长。当载荷增加到最大值F)Cb点，试件的塑性变形集中在某一截面处的小段内，此阶段发生截面收缩，即出现“颈缩”现象，最后在缩颈处断裂，速率表盘由最大值迅速回归至零位。此时记下最大载荷值。用F除以试样的原始截面积A，就得到材料的强度极限o=F/A。bbb图31拉伸图测量与计算试验机停止工作后，取下拉断试样，将断裂的两半试样对接起来测量断裂后的标距长度和在缩颈处的最小直径（在互相垂直的两个方向上

6、测量，取算术平均值），将测量数据记录表中。图41拼接图最大力（F）m试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力，对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。抗拉强度（R）m相应最大力（F）的应力，而应力为试验期间任一时刻的力除以试样原始截面积m（S）之商。0规定非比例伸长力（F）P0.2试样标距部分的非比例伸长达到规定的原始标距百分比时的力试。验记录或报告中应附以所测力的脚注，例如缶）。P0.2规定非比例延伸强度6）P0.2对于无明显屈服或者连续屈服现象的金属材料可用“规定非比例伸长应力P”或“规定残余伸长应加，代替屈服强度o”。本次试验测定“规定非比例伸长应力o”。P0.2非比例延伸率

7、等于规定的引伸计标距百分率时的应力，表示此应力的符号应附以脚注说明。例如o表示规定非比例伸长率为0.2%的应力。P0.2对于有明显的弹性直线段的材料，可用图解法，无明显弹性直线段的，可用滞后环法、逐步逼近法。本次试验采用图解法。规定总伸长力（F）t试样标距部分的总伸长（弹性伸长和塑性伸长之和）达到规定的原始标距百分比时的力。试验记录或报告中应附以所测力的脚注，例如F。t0.5规定总延伸强度（R）t总延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力，表示此应力的符号应附以脚注说明。例如R表示规定总延伸率为0.5%的应力。t0.5可用图解法。或者在允许使用直接读数或显示达到规定伸长时的力，而无需绘图的方法

8、，但必须在协议要求测定规定总伸长应力时，说明给出总伸长率。4.7弹性模量（E）在弹性阶段上的（0.1FS0.8F）0间取n+1个点，设i与i+1点间载荷的增量为SAF，变形增量为B（A/），如图所示。在比例极限范围内，试件变形iiFlAl=EAAFlErAiOi（4-1）式中：l一试样原始标距，mm；AF弹性范围内的载荷增量；i5（Al）一弹性范围内的变形增量，mm；iA一原始试样截面积，mm2；则，n个E的算术平均值E（弹性模量）iE=12E.ni（4-2）式中：E弹性阶段上相应选取点的弹性模量;i4.8断后伸长率及其测定断后伸长率6是试样断裂后标距长度的相对伸长值，它等于标距的残余伸长AL

9、（L-L）除以试样的原始标距L，用百分数（%）表示。u008（%）=L0LU义100（43）L0式中:L一原始标距（施力前的标距），mm；0L一断后标距（试样断裂后的标距），mm；UL一试样平行长度试样两头部或夹持部分（不带头试样）之间平行部分的长c度,mm;对于比例试样，若原始标距不为（4-4）5.65（4-4）TOC o 1-5 h z00式中：S为平行长度部分L的原始截面积，mm2;0c符号A应附以脚注说明所使用的比例系数，例如，A表示原始标距（L）为11.3；甲的11.3040断后伸长率。对于非比例试样，符号A应附以脚注说明所使用的原始标距，以毫米（mm）表示，例如A，表示原始标距（L

10、）为80mm的短后伸长率。80mm0缩颈处变形最大，距离断裂位置越远，变形越小，断裂位置对的大小有较大影响。因此断后标距L的测量方法根据断裂位置而异。现主要介绍直测法。u直测法：如断裂处到最临近标距点的距离大于13L时，则直接测量标距两端点之间的距离。移位法:如断裂处到最邻近标距点的距离小于或等于13L0时，则按下述方法测定L”（见下图4-2）。根据测定伸长率的需要,在试样上先画出标距并等分为10格。如断口到邻近标距端点小于或等于13L0时，用移位法，先在断裂试样的长段上，从断口处取基本等于短段格数，得到B点（B近似于A），接着取等于长段所作格数（偶数，如图）的一半得0点；或取所余格数（奇数，

11、如图）分别减1或加1的一半得0点和J点。移位后的L分别为A+B+2BC和A+B+B0+BC卜图4-2用移位法测量Lu测量断后标距的量具其最小刻度值应不大于0.1mm,同时为保证侧得结果的准确性，应把断后试样在断裂处紧密对接在一起，尽量使其轴线位于同一直线上，断裂处如果形成缝隙，则应把缝隙计入断后标距内。表4-1拉伸试样原始数据记录表试样尺寸试样材料L50.0000d12.5500S123.70004.9断面收缩率及其测定断面收缩率是试样断裂后截面相对收缩值，它等于试样断裂后截面的最大缩减量AS=S-S，除以试样的原始横截面积S，用百分数()表示。0u0W（%）=0-q工义100（4-5）S0式

12、中：S一原始试样截面积（施力前的试样平行长度部分原始截面积），mm；0S一断后试样横截面积（试样拉断后缩颈处的最小截面积），mm；uL试样两头部或夹持部分（不带头试样）之间平行部分的长度，mm；cS为断后试样横截面积，对于圆形试样的测量方法为，在缩颈最小处两u个互相垂直的方向上测量其直径，取两者算数平均值用其计算S。u断后缩颈处最小横截面尺寸的测量应符合表要求，对于横截面尺寸大于10.0mm，允许用最小刻度值不大于0.05mm的量具进行测量。表4-2拉伸试样断后数据记录表试样尺寸试样材料L63.76ud6.87u实验结果的处理情形一：被拉伸试样的断口出现在标距处或者标距之外，所造成的试样性能指

13、标不合格，则试验结果无效。情形二：被拉伸试样的断口出现在标距处或者标距之外，各项性能指标符合产品试样要求，则试验结果有效。情形三：在试验当中由于操作不当出现超程，导致试验曲线及试验结果无法正常显示，则试验宣告失败，须重新取样进行试验。情形四：试验结果作废，应补做相同数量试样的试验。实验注意事项用两脚标规给试件冲眼时，要使试件两端到V形槽中点的距离相等，保证冲眼关于试件中心对称。定位冲头的孔会由于实验的累积效应，会有磨损，应将冲头朝向同一方向且冲头外圆柱面紧贴孔内壁一侧，冲眼应清晰可见，便于测量。在接通电源，按下油泵按钮之后，应先对试验机进行送油回油操作，调整拉伸钳口距离到合适位置，试夹液压夹紧

14、上下钳口，确保试件两端夹持部分被充分接触且夹持稳定牢靠。送油阀刚开始送油速度要稍快些，等到油速上来之后，可酌量减慢送油速度，要确保整个过程送油速度要均匀，速率表盘无明显冲击，最终确保图形位于整个图纸中间位置。试验机或夹持装置应能允许试样在拉伸方向自由定位和轴向施力，对于楔形夹头，试样头部被夹持长度，一般至少为夹头夹持长度的四分之三。夹头的夹持面与试样接触应尽可能对称均匀。在试验过程中，要时刻注意观察试验显示面板上试验参数的变化，尤其是要注意变形参数是否出现负值以及是否有超量程提示。无论出现以上哪种情况，都应及时关闭送油阀，停止送油操作。取下试件，重新进行试验。使用橡皮筋夹持时，需要两刀刃口中心线与试样轴线平行且对中，且在缠绕皮筋时，要确保试件在刀刃口上的位置不动处于静止状