金屬材料的力学性能实验.docVIP

金属材料的力学性能实验 I．拉伸试验 一、实验目的 1．加深对强度、塑性以及拉伸曲线的理解； 2．测定低碳钢的屈服点、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。 二、实验设备及材料 1．万能材料试验机； 2．低碳钢拉伸试样。 三、实验原理 拉伸试验应按《金属拉伸试验方法》(GB228—87)进行，施加载荷将试样拉伸，测量材料抵抗拉伸载荷作用时的各项性能指标。 拉伸试验所用试样应按《金属拉伸试验用试样》(GB6397—86)制取，常用圆形截面的短试样(见图1—1)。 试验机主要由加力和测力两个基本部分组成。加力部分是给试样施力的装置，测力部分是将试样受力情况显示在表盘上的装置。此外还有装夹装置和绘图装置，分别用来装夹试样和自动绘出拉伸曲线。 目前常用的液压摆锤针盘式万能材料试验机的结构如图1—12所示。 拉伸试验时，将试样安装在试验机上，开动机器缓慢施加拉伸力P，试样逐渐伸长△z，同时测力盘的指针指示出力的大小，自动绘图装置则绘出拉伸曲线，如图1—2所示，直至试样被拉断。 根据拉伸曲线、试样拉断后的标距ι1和缩颈处的最小横截面积S1，即可求出材料的强度和塑性指标。 四、实验步骤 1．测量试样原始尺寸ι0和d0。 2．检查试验机各部分是否正常，然后将试样垂直夹持在试验机的上、下钳口内。 3．将测力盘指针调零，并调整好绘图装置。 4。按下启动电钮，开始加力，注意观察试样在拉伸过程中的变形过程和测力盘指针的转动情况，并记录屈服力Ps和最大拉伸力Pb的值 图1—12 万能材料试验机结构 l一大活塞 2一工作液压缸 3一下夹头电动机 4一渗油回油管 5一送油阀 6一液压泵 7一电动机 8一测力油管 9一送油管 10一回油阀 11一测力液压缸 12一测力活塞 13一测力拉杆 14一摆杆 15一推杆 16一测力盘 5．试样拉断后，立即按下停止电钮，试验机停止工作。 6．取下拉断的试样，测量缩颈处的最小直径d1，并将试样断裂处紧密对接在一起，测量断后标距Z。。 7．根据试验所得数据，计算的бsбbδψ值，并填人表1—5中。 五、实验结果 表1—5拉伸试验记录表 试样 材料 试样原始尺寸 试样断后尺寸 拉伸力 计算值 原始标 距 原始直 径 断后标 距 缩颈处最小直 径 屈服力 最大力 屈服点 抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率 注：表中数据至少应是3个试样实测结果的平均值。 六、分析与讨论 1．观察试样拉断后的断口，指出低碳钢拉伸试样的断口有何特征? 2．拉伸试验时，当试样产生缩颈后，为什么测力盘指针指示拉伸力下降而试样却继续伸长? Ⅱ．金属材料的硬度试验 一、实验目的 1．了解布氏硬度计、洛氏硬度计的工作原理和操作方法； 2．初步掌握金属材料布氏硬度、洛氏硬度的测量方法。 二、实验设备及材料 1．HB一3000型布氏硬度试验机； 2．HR一150型洛氏硬度试验机； 3．读数显微镜； 4．试样：Φ20 mm×10 mm，20钢；Φ20 mm×10 mm，45钢和T12钢。正火及淬火状态。 三、实验原理 金属布氏硬度试验按《金属布氏硬度试验方法》(GB231—84)进行。用一定直径D的钢球或硬质合金球作压头，以相应的试验力P压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径d，然后根据所选择的D与P及测得的压痕直径d查“金属布氏硬度数值表”，得出HB值。常用的HB一3000型布氏硬度计的结构如图1—13所示。 图1一13 HB一3000型布氏硬度计结构 1一小杠杆一2一弹簧 3一压轴 4一主轴衬套 5一压头 6一可更换工作台 7…工作台立柱 8一螺杆 9一升降手轮 10一螺母 11一套筒 12一电动机 13一减速器 14一换向开关 15一砝码 16一大杠杆 17一吊环 18一机体 19一电源开关 金属洛氏硬度试验按GB／T230—91《金属洛氏硬度试验方法》进行。以金刚石圆锥体或淬火钢球作压头，压头在初试验力及总试验力的先、后作用下压人试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，在保留初试验力作用下，用测量的残余压痕深度增量计算硬度值。试样的洛氏硬度值可以从洛氏硬度计的指示器上直接读取。 常用HR一150A型洛氏硬度计的结构如图1—14所示。 图1—14 HR一150型洛氏硬度计结构 1一调