材料的拉伸試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上材料的拉伸試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及目的（1）測定低碳鋼材料在常溫、靜載條件下的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率和斷面收縮率。（2）掌握萬能材料試驗(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、萬能試驗(yàn)機(jī)。試樣的制備按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB639786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、過渡和夾持三部分組成。平行部分的試驗(yàn)段長度稱為試樣的標(biāo)距，按試樣的標(biāo)距與橫截面面積之間的關(guān)系，

2、分為比例試樣和定標(biāo)距試樣。圓形截面比例試樣通常取或，矩形截面比例試樣通常取或，其中，前者稱為長比例試樣（簡稱長試樣），后者稱為短比例試樣（簡稱短試樣）。定標(biāo)距試樣的與之間無上述比例關(guān)系。過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能試驗(yàn)機(jī)的夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對試樣的形狀、尺寸和加工的技術(shù)要求參見國家標(biāo)準(zhǔn)GB639786。（a）（b）圖1 拉伸試樣（a）圓形截面試樣；（b）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

3、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)原來的尺寸，沒有任何殘余變形。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。通常把下屈服點(diǎn)作為材料屈服極限（又稱屈服強(qiáng)度），即，是材料開始進(jìn)入塑性的標(biāo)志。結(jié)構(gòu)、零件的應(yīng)力一旦超過屈服極限，材料就會屈服，零件就會因?yàn)檫^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)化階段：屈服階段結(jié)束后，應(yīng)力應(yīng)變曲線又開始上升，材料恢復(fù)了對繼續(xù)變形的抵抗能力，載荷就必須不斷增長。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。

4、對低碳鋼來說抗拉強(qiáng)度是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衡量，單拉時(shí)的塑性指標(biāo)用斷后伸長率和斷面收縮率來表示。即其中 試樣的原始標(biāo)距；將拉斷的試樣對接起來后兩標(biāo)點(diǎn)之間的距離。試樣的原始橫截面面積；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。測試斷后伸長率時(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l(xiāng)之內(nèi)，這就要求斷口位置

5、應(yīng)在標(biāo)距的中央附近，若斷口落在標(biāo)距之外則試驗(yàn)無效。工程上通常認(rèn)為，材料的斷后伸長率> 5%屬于韌斷，< 5%則屬于脆斷。韌斷的特征是斷裂前有較大的宏觀塑性變形，斷口形貌是暗灰色纖維狀組織。低碳鋼斷裂時(shí)有很大的塑性變形，斷口為杯狀周邊為45°的剪切唇，斷口組織為暗灰色纖維狀，因此是一種典型的韌狀斷口。 實(shí)驗(yàn)過程（1）將試樣打上標(biāo)距點(diǎn)，并刻畫上間隔為或的分格線。（2）在試樣標(biāo)距范圍內(nèi)的中間以及兩標(biāo)距點(diǎn)的內(nèi)側(cè)附近，分別用游標(biāo)卡尺在相互垂直方向上測取試樣直徑的平均值為試樣在該處的直徑，取三者中的最小值作為計(jì)算直徑。（3）把試樣安裝在萬能試驗(yàn)機(jī)的上、下夾頭之間，估算試樣的最大載荷，

6、選擇相應(yīng)的測力盤，配置好相應(yīng)的擺錘，調(diào)整測力指針，使之對準(zhǔn)“0”點(diǎn)，將從動(dòng)指針與之靠攏。（4）開動(dòng)萬能試驗(yàn)機(jī)，勻速緩慢加載，觀察試樣的屈服現(xiàn)象和頸縮現(xiàn)象，直至試樣被拉斷為止，并分別記錄下主動(dòng)指針回轉(zhuǎn)時(shí)的最小載荷和從動(dòng)指針?biāo)Ａ粑恢玫淖畲筝d荷。（5）取下拉斷后的試樣，將斷口吻合壓緊，用游標(biāo)卡尺量取斷口處的最小直徑和兩標(biāo)點(diǎn)之間的距離。注意事項(xiàng)（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器的各項(xiàng)操作規(guī)程，嚴(yán)禁開“快速”檔加載。開動(dòng)萬能試驗(yàn)機(jī)后，操作者不得離開工作崗位，實(shí)驗(yàn)中如發(fā)生故障應(yīng)立即停機(jī)。（2）加載時(shí)速度要均勻緩慢，防止沖擊。數(shù)據(jù)處理（1）試樣原始尺寸表1 試樣原始數(shù)據(jù)材料名稱試驗(yàn)前標(biāo)距L1（mm）直徑d（mm）最小截面積A123平均平均平均低碳鋼（2）試驗(yàn)后試樣尺寸表2 拉斷后試樣尺寸數(shù)據(jù)材料名稱試驗(yàn)后標(biāo)距L1（mm）頸縮處之直徑d1(mm)頸縮處截面積（平均低碳鋼（3）記錄數(shù)據(jù)表3 萬能試驗(yàn)機(jī)上數(shù)據(jù)材料名稱屈服載荷（kN）最大載荷（kN）低碳鋼（4） 計(jì)算過程（5）計(jì)算結(jié)果表4 計(jì)算結(jié)果表材料名稱強(qiáng)度指標(biāo)塑性指標(biāo)屈服強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）伸長率斷面收縮率低碳鋼（6