金属拉伸试验.docVIP

PAGE PAGE 3 金属材料拉伸实验 一、实验目的 观察、比较低碳钢45号钢和铸铁的拉伸过程及破坏现象，测定其主要的力学性能指标，并比较其机械性能。 二、实验设备 1． CSS-1110电子万能试验机（见附录一）或1－5－2型材料拉力试验机（见附录一） 2．游标卡尺 3．分规 三、实验概述 拉伸实验是材料力学性能实验中最基本最重要的实验。为了使实验结果可以相互比较，必须对试件、试验机及实验方法做出明确具体的规定，我国国标GB228－87 “金属拉伸试 图1 拉伸试件 试验方法”中规定对金属拉力试件通常采用圆形和板状两种试件，如图1所示 对于比例试件，对圆截面试件规定或5 对板状试件，规定 =11.3或5.65 式中l0 试件的标距 d0 试件直径（取标距内三处最小的一处平均值） A0 板试件横截面积 本实验采用圆截面比例试样。 1、低碳钢作为塑性材料的代表，在常温、静荷下做拉伸实验。 将试件安装在试验机的上下夹头中，加载后，观察试件的受力、变形直至破坏的全过程。试验机的自动绘图装置画出试件的拉伸图，实验中可直接从测力度盘读下屈服载荷Ps和破坏前试件所能承受的最大载荷Pb，由以下两式算得两个主要强度指标为 屈服极限： 强度极限： 其中A0为试件原始横截面面积。 低碳钢拉伸过程中，屈服阶段反映在拉伸图上为一水平波动线，去除初始瞬时效应后波动的最低点所对应的载荷为屈服载荷，故在试验机测力度盘上读取屈服载荷时，应在第一次波动之后再读到的最小力值即为屈服载荷。观察时要注意记录。 试件拉断后，可由测力度盘上的副针读出破坏前试件所能承受的最大载荷，并测量拉断后的标距部分长度和拉断后颈缩处的最小直径。由以下两式算得其主要塑性指标： 延伸率： 截面收缩率： 式中，A1为试件拉断后，颈缩处之最小截面积 l0为试件之原始标距长度 l1为试件拉断后标距长度 2、铸铁的拉伸实验 由于铸铁在拉伸过程中没有屈服阶段，且在很不显著的变形下即断裂，故对铸铁只能测得其强度极限，即 四、实验步骤 1. 用划线机划上试件的标距，并将其10等分，以便观察变形沿轴线的分布情况。（低碳钢） 2．用分规和游标卡尺测量试件的直径d0和标距l0。在标距中央及两条标距线附近各取一截面进行测量,每一横截面沿互垂方向各测一次取其平均值，再用所得的三个数据中的最小值计算试件的横截面面积。 3. 检查机器，选择度盘并配上相应摆锤。将试件夹装在上夹头中，转动齿杆调整度盘零点，再把试件夹在下夹头中，最后将自动绘图装置调整好。 4．经教师检查后开动机器进行实验。实验过程中，注意观察自动绘图装置、载荷刻度 盘及试件的变形，特别是弹性、屈服、强化和颈缩各阶段的特征，注意记录Ps及Pb。试件 断裂后，立即关闭马达。 5．卸下拉断的试件，测量颈缩处之最小直径d1和标距长度l1，对于圆形试件，在颈缩 最小处两个垂直方向上测量其直径，用两者的平均值作为d1。 拉断后标距长度l1的测量：将试件拉断后的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使轴线位于一条直线上。若断口位于标距中间的长度内，则直接测量标距两端点长度得l1。若断口离邻近的标距端点距离小于或等于时，因为试件头部较粗部分将影响颈缩部分的局部伸长量，使δ偏小，因此需用“断口移中法”来确定l1。例如，设标距内共有10格（见图2），断口偏左。取左边标距起点c至断口间的格数的两倍为n，格（n，取偶数）至b点，量得cb长度为，再自b向右取格数至a点，使格，量出ba长度为，则 若断口在标距两端点或标距之外，实验结果无效。 图2 移位法示意图 6. 观察破坏现象并画下破坏断口的草图。 7. 测量断后数据。 8．取下绘图纸，对拉伸图进行修整，注明坐标及比例尺。 9．切断电源，整理现场。 铸铁拉伸实验参照低碳钢拉伸实验步骤进行。 五、预习要求 1．阅读本实验讲义及“试验机介绍”（见附录一） 2．阅读教材中材料力学性能的有关部分。 3．思考题 （1）低碳钢拉伸图可分为几个阶段？每一阶段，力与变形有何关系？出现什么现象？ （2）低碳钢和铸铁在拉伸时可测得哪些力学性能指标？用什么方法测得？ 4．准备好测试记录表格。