拉伸实验指导书

拉伸试验〔一〕试验目的测定低碳钢的屈服极限(流淌极限)σs，强度极限σb，延长率δ和截面收缩率ψ。测定铸铁的强度极限σb。观看拉伸过程中的各种现象〔包括屈服、强化和颈缩等现象。比较低碳钢〔塑性材料〕与铸铁〔脆性材料〕机械性质的特点。〔二〕试验设备WE-300液压式万能试验机或WDW-3300微机掌握电子万能试验机。KJ-20划线仪或样冲、手锤。KL-150mm游标卡尺低碳钢和铸铁标准试件。〔三〕试验原理及装置材料的机械性质σs、σb、δ和ψ是由拉伸试验来确定的。为此，应首先用测试材料制备试件。试件可制成圆形或矩形截面。圆形截面试件如图1所示。试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度l0机夹头的要求而定，可制成圆柱形、阶梯形〕或螺纹形。试件两头部之间的均匀段长度l应大于标距l。0试验说明，试件的尺寸和外形对试验结果具有肯定的影响。为了避开这种影响和便于各种材料机械性质的数值能相互比较，所以对试件的尺寸和外形，国家作出统一规定。依据国家标准GB6397-86的规定，拉力试件和非比例试件两种。比例试件是指标距长度与横截面面积间具有以下关系的试件A0A00K5.6511.3d0

的短、长圆形试件的标距长度l分别等于5d 、10d

0 0 、0〔薄板、薄带、细管、细丝、型材等〕的尺寸和材料的性质给以规定的平行长度ll0

。试验时，可以利用试验机的自动绘图功能绘出低碳钢的拉伸图和铸铁拉伸图。应当指出，液压式万能试验机上的绘图器所绘出的拉伸变形△l主要是整个试件〔不只是标距局部〕的伸长，还包括着机器本身的弹性变形和试件在夹头中的滑动等因素。试件开头受力时，头部在夹头内l是通过固定在试件上的电子引伸仪测出来的，由于是用皮筋固定的，所以最初一段也不太准确，但比前者要好得多。对于低碳钢，屈服阶段常呈锯齿形。上屈服点受变形速度和试件形式等因素的影响较大，而下屈服点则比较稳定，故工程上均以下屈服点对应的载荷作为材料屈服时的载荷PS 。确定屈服载荷Ps时，如果在液压试验机上做，必需留意观看读数表盘上测力指针的转动状况，一般规定测力指针回转后所指示的最小载荷为屈服载荷Ps 。试件拉伸到达最大载荷Pb颈缩。细颈消灭后，截面快速减小，连续拉伸所需的载荷也随之变小，直至断裂为止。试件断裂面的两面各成凹凸状。最初在对试件加载时，测力指针随载荷的增加向前转动，同时它又推动从动指针前进。当到达最大载荷Pb时，主力指针开头后退，而从动指针则停留在载荷最大值的刻度上，示出的读数即为Pb。铸铁试件在消灭拉力变形很小时，就到达最大载荷而突然发生断裂。它没有屈服和颈缩现象。其强度极限远小于低碳钢的强度极限。〔四〕试验步骤低碳钢试件〔在电子万能试验机上做〕试件预备为了便于观看标距范围内沿轴向的变样子况，用划线仪在标距l0=10010毫米〔对长试件〕5毫米〔对短试件〕刻划一根圆周线，将标距分成十格。0 直径方向各量一次取其平均值，作为该截面的直径。用所测得的三个平均值中最小值计算试件的横截面AA0 试验机预备依据低碳钢的强度极限σb和横截面面积A0估量试件的最大载荷。依据最大载荷的大小，选择适宜的测力气程。安装试件及进展试验1按住单片机上的F1

的同时，用钥匙开机，待密码消灭后松开F

键—返回。1操纵遥控盒，使下夹头于适宜的位置，把试件放入试验机的上夹头内夹紧。1操纵遥控盒，使下夹头翻开并于适宜的位置，暂不要夹紧。翻开电脑软件—确定—联机—清零—将试件下端夹紧。试样录入—开环点右键—试样复制—按向下光标—保存—关闭—找出编号。参数设置—下一步—下一步〔留意前面的选中项〕下一步〔5，西边是10〕下一步—关闭—试验开头—屈服后速度可调到10毫米。拉伸过程中，把应力-位移曲线找出来，待试件断了后，输进假L—确定—输假d

—确定。1 1数据治理—选中序号—单击右键—选曲线类型〔试验力、位移〕—分析—报表—页面设置—选单元工程—报表预览—打印设置—确定。11 脱机后把试件拿下，将断裂试件的两段对齐并尽量靠紧，用游标卡尺测量断裂后标距段的真实长度l；测量两段断口〔颈缩〕d，应在每一断口处沿两个相互垂直方向各测量一次，计算其平均值，取其平均计算断口处最小横截面面积A11 1 1 S ld屈服载荷P、最大载荷P1 1 S 请教师检查试验记录，试验数据一律用表格形式。铸铁试件〔在液压式万能试验机上做〕试件预备0 用游标卡尺测量标距两端及中间这三个横截面处的直径，在每一横截面内沿相互垂直的两个直径方AA0 试验机预备依据低碳钢的强度极限σb和横截面面积A0估量试件的最大载荷。依据最大载荷的大小，选择适宜的测力气程。挂上相应的铊5-10安装试件先拉开上夹头，把试件一头夹到上嵌口的中间。再拉开下夹头，按动立柱上的按钮，调整下夹头的高度使试件另一头夹到下嵌口的中间。进展试验关闭回阀，翻开进油阀，翻开速度跟踪盘开关，调整进油阀，让主动针速度和速度跟踪盘一样。直至试件断裂为止。关闭进油阀，翻开回油阀，记录从动针示出的最大载荷。试验完毕l1，和断口处的d1，请教师检查试验记录。将试验机的一切机构复原。清理试验现场，将借用的仪器归复原处。〔五〕试验数据及计算结果试样尺寸〔1〕低碳钢试验前试验前试验后原标距l〔mm〕0断后长度l1〔mm〕直径d〔mm〕0上中下断裂处直径d1〔mm〕12平均A0最小A〔mm2〕1〔mm2〕〔2〕铸铁试验前试验前试验后原标距l〔mm〕0断后长度l1〔mm〕直径d〔mm〕0上中下断裂处直径d1〔mm〕12平均0最小A〔mm2〕1〔mm2〕试验数据及计算结果材料Р材料Р〔KN〕S屈服极限σ〔MP〕аSР〔KN〕b强度极限σ〔MP〕аb低碳钢铸铁

S、σbPsPb计算屈服极限σs及强度极限σb。低碳钢P s 〔MP〕s A а0P b 〔MP〕b A а0铸铁P b 〔MP〕b A а0材料的塑性指标δ、Ψ依据试件前、后的标距段长度及横截面面积计算延长率δ及截面收缩率ψ低碳钢

ll10100% %l0 AA 0A 1100% %0铸铁 ll10100% %l0 AA 0A 1100% %0处理。3-1.1.假设断口不在标距长度中部三分之一区段内，需承受断口移中的方法〔即借计算法将断口移至中间以计算试件拉断后的标距长度l1。承受断口移中法时，试验前要将试件标距等分为十个格。试验后将拉1O为起点，在长段上取根本等于短段的格数得B点。当长段所余格数为偶数时〔图3-1.1，然后量取长段所余格数的一半得出C点，将BC段长度移到试件左端，则移位后的1为1A+BC在长段上取根本等于短段格数得B点后，假设长段所余格数为奇数时〔图3-1.1，可在长段上量取所余格数减1C点，再量取所余格数加1C1点，则移位后的l1为l1=AB+BC+BC1为什么要将断口移中呢？这是由于断口靠近试件两端时，在断裂试件的较短一段上，必将受到试件头部较粗局部的影响，而降低颈缩局部的局部伸长量，从而使延长率δ的数值偏小，用断口移中的方法可在肯定程度上弥补上述偏差。当断口格外靠近试件两端，而其与头部的距离等于或小于直径d0的两倍时，试验结果无效，必需重作。〔六〕留意事项未经指导教师同意不得开动机