材料的拉伸試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、材料的拉伸試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及目的 （1）測(cè)定低碳鋼材料在常溫、靜載條件下的屈服強(qiáng)度6、抗拉強(qiáng)度叭、伸 長(zhǎng)率3和斷面收縮率肖。 （2）掌握萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的工作原理和使用方法。 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備 低碳鋼、游標(biāo)卡尺、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。 試樣的制備 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6397-86金屬拉伸試驗(yàn)試樣，金屬拉伸試樣的形狀隨著 產(chǎn)品的品種、規(guī)格以及試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌譃閳A形截面試樣、矩形截面試樣、異 形截面試樣和不經(jīng)機(jī)加工的全截面形狀試樣四種。其中最常用的是圓形截面試樣 和矩形截面試樣。 如圖1所示，圓形截面試樣和矩形截面試樣均由平行、過(guò)渡和夾持三部分組 成。平行部分的試驗(yàn)段長(zhǎng)度/稱為試樣的標(biāo)距，按試樣的標(biāo)距/與橫截面面

2、積A之 間的關(guān)系，分為比例試樣和定標(biāo)距試樣。圓形截面比例試樣通常取/ = 10d或 l = 5d ,矩形截面比例試樣通常取l = .3yA或/ = 5.65頂，其中，前者稱為長(zhǎng)比例 試樣（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)試樣），后者稱為短比例試樣（簡(jiǎn)稱短試樣）。定標(biāo)距試樣的/與A之 間無(wú)上述比例關(guān)系。過(guò)渡部分以圓弧與平行部分光滑地連接，以保證試樣斷裂時(shí) 的斷口在平行部分。夾持部分稍大，其形狀和尺寸根據(jù)試樣大小、材料特性、試 驗(yàn)?zāi)康囊约叭f(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 對(duì)試樣的形狀、尺寸和加工的技術(shù)要求參見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6397860 a r Z 一 M 一 7 / Z / 1 (b) 圖1拉伸試樣 (a)圓形截面試樣；(b

3、)矩形截面試樣 實(shí)驗(yàn)原理 進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，外力必須通過(guò)試樣軸線，以確保材料處于單向應(yīng)力狀態(tài)。 低碳鋼具有良好的塑性，低碳鋼斷裂前明顯地分成四個(gè)階段： 彈性階段：試件的變形是彈性的。在這個(gè)范圍內(nèi)卸載，試樣仍恢復(fù)原來(lái)的尺 寸，沒(méi)有任何殘余變形。 屈服(流動(dòng))階段：應(yīng)力應(yīng)變曲線上出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn)。這表明材料暫時(shí)喪 失抵抗繼續(xù)變形的能力。這時(shí)，應(yīng)力基本上不變化，而變形快速增長(zhǎng)。通常把下 屈服點(diǎn)作為材料屈服極限(又稱屈服強(qiáng)度)，即氐=空，是材料開(kāi)始進(jìn)入塑性的 A 標(biāo)志。結(jié)構(gòu)、零件的應(yīng)力一旦超過(guò)屈服極限，材料就會(huì)屈服，零件就會(huì)因?yàn)檫^(guò)量 變形而失效。因此強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)常以屈服極限作為確定許可應(yīng)力的基礎(chǔ)。 強(qiáng)化階

4、段：屈服階段結(jié)束后，應(yīng)力應(yīng)變曲線又開(kāi)始上升，材料恢復(fù)了對(duì)繼續(xù) 變形的抵抗能力，載荷就必須不斷增長(zhǎng)。D點(diǎn)是應(yīng)力應(yīng)變曲線的最高點(diǎn)，定義為 材料的強(qiáng)度極限又稱作材料的抗拉強(qiáng)度，即ab=o對(duì)低碳鋼來(lái)說(shuō)抗拉強(qiáng)度是 A 材料均勻塑性變形的最大抗力，是材料進(jìn)入頸縮階段的標(biāo)志。 頸縮階段：應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限后，塑性變形開(kāi)始在局部進(jìn)行。局部截面急劇 收縮，承載面積迅速減少，試樣承受的載荷很快下降，直到斷裂。斷裂時(shí)，試樣 的彈性變形消失，塑性變形則遺留在破斷的試樣上。 材料的塑性通常用試樣斷裂后的殘余變形來(lái)衡量，單拉時(shí)的塑性指標(biāo)用斷后 伸長(zhǎng)率6和斷面收縮率來(lái)表示。即 J = xlOO% I 0 = 4xlOO% A 其中 /試樣的原始標(biāo)距； /.將拉斷的試樣對(duì)接起來(lái)后兩標(biāo)點(diǎn)之間的距離。 A試樣的原始橫截面面積； A.拉斷后的試樣在斷口處的最小橫截面面積。 低碳鋼頸縮部分的變形在總變形中占很大比重。測(cè)試斷后伸長(zhǎng)率時(shí)，頸縮局 部及其影響區(qū)的塑性變形都應(yīng)包含在標(biāo)距1之內(nèi)，這就要求斷口位置應(yīng)在標(biāo)距的 中央附近，若斷