金屬拉伸試驗(yàn).doc

金屬材料拉伸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察、比較低碳鋼45號(hào)鋼和鑄鐵的拉伸過程及破壞現(xiàn)象，測(cè)定其主要的力學(xué)性能指標(biāo)，并比較其機(jī)械性能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1 CSS-1110電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（見附錄一）或152型材料拉力試驗(yàn)機(jī)（見附錄一） 2游標(biāo)卡尺 3分規(guī)三、實(shí)驗(yàn)概述 拉伸實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)中最基本最重要的實(shí)驗(yàn)。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以相互比較，必須對(duì)試件、試驗(yàn)機(jī)及實(shí)驗(yàn)方法做出明確具體的規(guī)定，我國(guó)國(guó)標(biāo)GB22887 “金屬拉伸試圖1 拉伸試件試驗(yàn)方法”中規(guī)定對(duì)金屬拉力試件通常采用圓形和板狀兩種試件，如圖1所示對(duì)于比例試件，對(duì)圓截面試件規(guī)定或5對(duì)板狀試件，規(guī)定 =11.3或5.65式中l(wèi)0 試件的標(biāo)距 d0 試件直徑（取標(biāo)距內(nèi)三處最小的一處平均值） A0 板試件橫截面積 本實(shí)驗(yàn)采用圓截面比例試樣。1、低碳鋼作為塑性材料的代表，在常溫、靜荷下做拉伸實(shí)驗(yàn)。將試件安裝在試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭中，加載后，觀察試件的受力、變形直至破壞的全過程。試驗(yàn)機(jī)的自動(dòng)繪圖裝置畫出試件的拉伸圖，實(shí)驗(yàn)中可直接從測(cè)力度盤讀下屈服載荷Ps和破壞前試件所能承受的最大載荷Pb，由以下兩式算得兩個(gè)主要強(qiáng)度指標(biāo)為 屈服極限：強(qiáng)度極限：其中A0為試件原始橫截面面積。低碳鋼拉伸過程中，屈服階段反映在拉伸圖上為一水平波動(dòng)線，去除初始瞬時(shí)效應(yīng)后波動(dòng)的最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的載荷為屈服載荷，故在試驗(yàn)機(jī)測(cè)力度盤上讀取屈服載荷時(shí)，應(yīng)在第一次波動(dòng)之后再讀到的最小力值即為屈服載荷。觀察時(shí)要注意記錄。試件拉斷后，可由測(cè)力度盤上的副針讀出破壞前試件所能承受的最大載荷，并測(cè)量拉斷后的標(biāo)距部分長(zhǎng)度和拉斷后頸縮處的最小直徑。由以下兩式算得其主要塑性指標(biāo)：延伸率： 截面收縮率： 式中，A1為試件拉斷后，頸縮處之最小截面積 l0為試件之原始標(biāo)距長(zhǎng)度 l1為試件拉斷后標(biāo)距長(zhǎng)度32、鑄鐵的拉伸實(shí)驗(yàn) 由于鑄鐵在拉伸過程中沒有屈服階段，且在很不顯著的變形下即斷裂，故對(duì)鑄鐵只能測(cè)得其強(qiáng)度極限，即四、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 用劃線機(jī)劃上試件的標(biāo)距，并將其10等分，以便觀察變形沿軸線的分布情況。（低碳鋼） 2用分規(guī)和游標(biāo)卡尺測(cè)量試件的直徑d0和標(biāo)距l(xiāng)0。在標(biāo)距中央及兩條標(biāo)距線附近各取一截面進(jìn)行測(cè)量,每一橫截面沿互垂方向各測(cè)一次取其平均值，再用所得的三個(gè)數(shù)據(jù)中的最小值計(jì)算試件的橫截面面積。 3. 檢查機(jī)器，選擇度盤并配上相應(yīng)擺錘。將試件夾裝在上夾頭中，轉(zhuǎn)動(dòng)齒桿調(diào)整度盤零點(diǎn)，再把試件夾在下夾頭中，最后將自動(dòng)繪圖裝置調(diào)整好。 4經(jīng)教師檢查后開動(dòng)機(jī)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，注意觀察自動(dòng)繪圖裝置、載荷刻度盤及試件的變形，特別是彈性、屈服、強(qiáng)化和頸縮各階段的特征，注意記錄Ps及Pb。試件斷裂后，立即關(guān)閉馬達(dá)。 5卸下拉斷的試件，測(cè)量頸縮處之最小直徑d1和標(biāo)距長(zhǎng)度l1，對(duì)于圓形試件，在頸縮最小處兩個(gè)垂直方向上測(cè)量其直徑，用兩者的平均值作為d1。 拉斷后標(biāo)距長(zhǎng)度l1的測(cè)量：將試件拉斷后的兩段在拉斷處緊密對(duì)接起來，盡量使軸線位于一條直線上。若斷口位于標(biāo)距中間的長(zhǎng)度內(nèi)，則直接測(cè)量標(biāo)距兩端點(diǎn)長(zhǎng)度得l1。若斷口離鄰近的標(biāo)距端點(diǎn)距離小于或等于時(shí)，因?yàn)樵嚰^部較粗部分將影響頸縮部分的局部伸長(zhǎng)量，使偏小，因此需用“斷口移中法”來確定l1。例如，設(shè)標(biāo)距內(nèi)共有10格（見圖2），斷口偏左。取左邊標(biāo)距起點(diǎn)c至斷口間的格數(shù)的兩倍為n，格（n，取偶數(shù)）至b點(diǎn)，量得cb長(zhǎng)度為，再自b向右取格數(shù)至a點(diǎn)，使格，量出ba長(zhǎng)度為，則若斷口在標(biāo)距兩端點(diǎn)或標(biāo)距之外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。 圖2 移位法示意圖 6. 觀察破壞現(xiàn)象并畫下破壞斷口的草圖。7. 測(cè)量斷后數(shù)據(jù)。8取下繪圖紙，對(duì)拉伸圖進(jìn)行修整，注明坐標(biāo)及比例尺。9切斷電源，整理現(xiàn)場(chǎng)。 鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)參照低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行。 五、預(yù)習(xí)要求1閱讀本實(shí)驗(yàn)講義及“試驗(yàn)機(jī)介紹”（見附錄一）2閱讀教材中材料力學(xué)性能的有關(guān)部分。 3思考題 （