拉伸試驗(yàn)報告

1、abaner拉伸試驗(yàn)報告鍵入文檔副標(biāo)題鍵入作者姓名選取日期在此處鍵入文檔的摘要。摘要通常是對文檔內(nèi)容的簡短總結(jié)。在此處鍵入文檔的摘要。摘要通常是對文檔內(nèi)容的簡短總結(jié)。拉伸試驗(yàn)報告一、試驗(yàn)?zāi)康? 、測定低碳鋼在退火、正火和淬火三種不同熱處理狀態(tài)下的強(qiáng)度與塑性性能2 、測定低碳鋼的應(yīng)變硬化指數(shù)和應(yīng)變硬化系數(shù)二、試驗(yàn)要求：按照相關(guān)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(gb/t228-2002:金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法)要求完成試驗(yàn)測量工作。三、引言低碳鋼在不同的熱處理狀態(tài)下的力學(xué)性能是不同的。為了測定不同熱處理狀態(tài)的低碳鋼的力學(xué)性能，需要進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)是材料力學(xué)性能測試中最常見試驗(yàn)方法之一。試驗(yàn)中的彈性變形、塑性變形、

2、斷裂等各階段真實(shí)反映了材料抵抗外力作用的全過程。它具有簡單易行、試樣制備方便等特點(diǎn)。拉伸試驗(yàn)所得到的材料強(qiáng)度和塑性性能數(shù)據(jù)，對于設(shè)計和選材、新材料的研制、材料的采購和驗(yàn)收、產(chǎn)品的質(zhì)量控制以及設(shè)備的安全和評估都有很重要的應(yīng)用價值和參考價值通過拉伸實(shí)驗(yàn)測定低碳鋼在退火、正火和淬火三種不同熱處理狀態(tài)下的強(qiáng)度和塑形性能，并根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，確定應(yīng)變硬化指數(shù)和系數(shù)。用這些數(shù)據(jù)來進(jìn)行表征低碳鋼的力學(xué)性能，并對不同熱處理的低碳鋼的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而得到不同熱處理對低碳鋼的影響。拉伸實(shí)驗(yàn)根據(jù)金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的國家標(biāo)準(zhǔn)，制定相關(guān)的試驗(yàn)材料和設(shè)備，試驗(yàn)的操作步驟等試驗(yàn)條件。四、試驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容具體包括以

3、下幾個方面。1、試驗(yàn)材料與試樣(1)試驗(yàn)材料的形狀和尺寸的一般要求試樣的形狀和尺寸取決于被試驗(yàn)金屬產(chǎn)品的形狀與尺寸。通過從產(chǎn)品、壓制坯或鑄件切取樣坯經(jīng)機(jī)加工制成樣品。但具有恒定橫截面的產(chǎn)品，例如型材、棒材、線材等，和鑄造試樣可以不經(jīng)機(jī)加工而進(jìn)行試驗(yàn)。試樣橫截面可以為圓形、矩形、多邊形、環(huán)形，特殊情況下可以為某些其他形狀。原始標(biāo)距與橫截面積有l(wèi)?ks0關(guān)系的試樣稱為比例試樣。國際上使用的比例系數(shù)k的值為5.65。原始標(biāo)距應(yīng)不小于15mm當(dāng)試樣橫截面積太小，以至采用比例系數(shù)k=5.65的值不能符合這一最小標(biāo)距要求時，可以采用較高的值，或者采用非比例試樣。本試驗(yàn)采用r4試樣，標(biāo)距長度50mm直彳至為

4、18mm尺寸公差為土0.07mm,形狀公差為0.04mni(2)機(jī)加工的試樣如果試樣的夾持端與平行長度的尺寸不同，他們之間應(yīng)以過渡弧相連，此弧的過渡半徑的尺寸可能很重要。試樣夾持端的形狀應(yīng)適合試驗(yàn)機(jī)的夾頭。試樣軸線應(yīng)與力的作用線重合。(5)原始橫截面積的測定原始橫截面積的測定應(yīng)準(zhǔn)確到？0.5%。比例試樣的原始標(biāo)距與橫截面積有l(wèi)?ks0關(guān)系。國際上使用的比例系數(shù)k的值為5.65,也可以取11.3。本試驗(yàn)中試樣的直徑為10mm（6）低碳鋼的熱處理1 ）退火工藝退火是將金屬和合金加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。退火后組織亞共析鋼是鐵素體加片狀珠光體；共析鋼或過共析鋼則是粒狀珠

5、光體?？傊嘶鸾M織是接近平衡狀態(tài)的組織。退火是鋼廠最常用的熱處理工藝，可以達(dá)到以下目的：（1）減小鋼錠的成分偏析，使成分均勻化；（2）消除鑄、鍛件中存在的魏氏組織或帶狀組織，細(xì)化晶粒，均勻組織，并消除內(nèi)應(yīng)力；（3）降低硬度，提高塑性，以便于切削加工；（4）改善高碳鋼中碳化物的形態(tài)和分布，為淬火做好組織準(zhǔn)備。在本實(shí)驗(yàn)中，我們所檢測到的退火處理后材料性能的主要變化應(yīng)為硬度的降低和塑形的升高。2 ）淬火工藝淬火是將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、

6、量具及要求表面耐磨的零件（如齒輪、軋輻、滲碳零件等）。通過淬火與不同溫度的回火配合，可以大幅度提高金屬的強(qiáng)度、韌性及疲勞強(qiáng)度，并可獲得這些性能之間的配合（綜合機(jī)械性能）以滿足不同的使用要求。將鋼加熱奧氏體化后以適當(dāng)方式冷卻獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。馬氏體最主要的特性之一就是高強(qiáng)度和高硬度。在本實(shí)驗(yàn)中，我們所檢測到的淬火處理后材料性能的主要變化應(yīng)為硬度的升高。3 ）正火工藝正火是將鋼件加熱到ac3（或acm）以上3050C,保溫適當(dāng)?shù)臅r間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝。把鋼件加熱到ac3以上100150c的正火則稱為高溫正火。對于中、低碳鋼的鑄、鍛件正火的主要目的是細(xì)

7、化組織。與退火相比，正火后珠光體片層較細(xì)、鐵素體晶粒也比較細(xì)小，因而強(qiáng)度和硬度較高。對于低碳鋼工件，由于退火后硬度太低，切削加工中易粘刀，光潔度交叉，效率低，故用正火來提高其硬度，改善其切削加工性能。1在本實(shí)驗(yàn)中，我們所檢測到的正火處理后材料性能的主要變化應(yīng)為硬度的升高。（7）試樣的制備對于名義直徑10mm的試樣，尺寸公差為0.03mm=對于滿足上述機(jī)加工條件的名義直徑10mmJ試樣，沿其平行長度的最大直徑和最小直徑之差不應(yīng)超過0.04mm=篇二：金屬材料的室溫拉伸試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告（僅供參考）金屬材料的室溫拉伸試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測定低碳鋼的屈服強(qiáng)度reh、rel及re、抗拉強(qiáng)度rm、斷后伸長率a和斷

8、面收縮率z。2、測定鑄鐵的抗拉強(qiáng)度rm和斷后伸長率a。3 、觀察并分析兩種材料在拉伸過程中的各種現(xiàn)象（包括屈服、強(qiáng)化、冷作硬化和頸縮等現(xiàn)象），并繪制拉伸圖。4 、比較低碳鋼（塑性材料）與鑄鐵（脆性材料）拉伸機(jī)械性能的特點(diǎn)。使用設(shè)備萬能試驗(yàn)機(jī)、游標(biāo)卡尺、試樣分劃器或鋼筋標(biāo)距儀試樣本試驗(yàn)采用經(jīng)機(jī)加工的直徑d=10mmB勺圓形截面比例試樣，其是根據(jù)國家試驗(yàn)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行加工的。它有夾持、過渡和平行三部分組成（見圖2-1）,它的夾持部分稍大，其形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)試樣大小、材料特性、試驗(yàn)?zāi)康囊约霸囼?yàn)機(jī)夾具的形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計，但必須保證軸向的拉伸力。其夾持部分的長度至少應(yīng)為楔形夾具長度的3/4（試驗(yàn)機(jī)配有各種

9、夾頭，對于圓形試樣一般采用楔形夾板夾頭，夾板表面制成凸紋，以便夾牢試樣）。機(jī)加工帶頭試樣的過渡部分是圓角，與平行部分光滑連接，以保證試樣破壞時斷口在平行部分。平行部分的長度lc按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定取lo+d,lo是試樣中部測量變形的長度，稱為原始標(biāo)距。圖21機(jī)加工的圓截面拉伸試樣實(shí)驗(yàn)原理按我國目前執(zhí)行的國家gb/t2282002標(biāo)準(zhǔn)金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定，在室溫10c35c的范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)的夾頭中，然后開動試驗(yàn)機(jī)，使試樣受到緩慢增加的拉力（應(yīng)根據(jù)材料性能和試驗(yàn)?zāi)康拇_定拉伸速度），直到拉斷為止，并利用試驗(yàn)機(jī)的自動繪圖裝置繪出材料的拉伸圖（圖22所示）。應(yīng)當(dāng)指出，試驗(yàn)

10、機(jī)自動繪圖裝置繪出的拉伸變形81主要是整個試樣（不只是標(biāo)距部分）的伸長，還包括機(jī)器的彈性變形和試樣在夾頭中的滑動等因素。由于試樣開始受力時，頭部在夾頭內(nèi)的滑動較大，故繪出的拉伸圖最初一段是曲線。（a）低碳鋼拉伸曲線圖（b）鑄鐵拉伸曲線圖圖22由試驗(yàn)機(jī)繪圖裝置繪出的拉伸曲線圖1 、低碳鋼（典型的塑性材料）當(dāng)拉力較小時，試樣伸長量與力成正比增加，保持直線關(guān)系，拉力超過fp后拉伸曲線將由直變曲。保持直線關(guān)系的最大拉力就是材料比例極限的力值fp。在fp的上方附近有一點(diǎn)是fc,若拉力小于fc而卸載時，卸載后試樣立刻恢復(fù)原狀，若拉力大于fc后再卸載，則試件只能部分恢復(fù)，保留的殘余變形即為塑性變形，因而fc

11、是代表材料彈性極限的力值。當(dāng)拉力增加到一定程度時，試驗(yàn)機(jī)的示力指針（主動針）開始擺動或停止不動，拉伸圖上出現(xiàn)鋸齒狀或平臺，這說明此時試樣所受的拉力幾乎不變但變形卻在繼續(xù)，這種現(xiàn)象稱為材料的屈服。低碳鋼的屈服階段常呈鋸齒狀，其上屈服點(diǎn)b'受變形速度及試樣形式等因素的影響較大，而下屈服點(diǎn)b則比較穩(wěn)定（因此工程上常以其下屈服點(diǎn)b所對應(yīng)的力值fel作為材料屈服時的力值）。確定屈服力值時，必須注意觀察讀數(shù)表盤上測力指針的轉(zhuǎn)動情況，讀取測力度盤指針首次回轉(zhuǎn)前指示的最大力feh（上屈服荷載）和不計初瞬時效應(yīng)時屈服階段中的最小力fel（下屈服荷載）或首次停止轉(zhuǎn)動指示的恒定力fel（下屈服荷載），將其分

12、別除以試樣的原始橫截面積（s0）便可得到上屈服強(qiáng)度reh和下屈服強(qiáng)度rel。即reh=feh/s0rel=fel/s0屈服階段過后，雖然變形仍繼續(xù)增大，但力值也隨之增加，拉伸曲線又繼續(xù)上升，這說明材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱為材料的強(qiáng)化。在強(qiáng)化階段內(nèi)，試樣的變形主要是塑性變形，比彈性階段內(nèi)試樣的變形大得多，在達(dá)到最大力fm之前，試樣標(biāo)距范圍內(nèi)的變形是均勻的，拉伸曲線是一段平緩上升的曲線，這時可明顯地看到整個試樣的橫向尺寸在縮小。此最大力fm為材料的抗拉強(qiáng)度力值，由公式rm=fm/s0即可得到材料的抗拉強(qiáng)度rm。圖23低碳鋼的冷作硬化如果在材料的強(qiáng)化階段內(nèi)卸載后再加載，直到試樣拉斷，則

13、所得到的曲線如圖2-3所示。卸載時曲線并不沿原拉伸曲線卸回，而是沿近乎平行于彈性階段的直線卸回，這說明卸載前試樣中除了有塑性變形外，還有一部分彈性變形；卸載后再繼續(xù)加載，曲線幾乎沿卸載路徑變化，然后繼續(xù)強(qiáng)化變形，就像沒有卸載一樣，這種現(xiàn)象稱為材料的冷作硬化。顯然，冷作硬化提高了材料的比例極限和屈服極限，但材料的塑性卻相應(yīng)降低。當(dāng)荷載達(dá)到最大力fm后，示力指針由最大力fm緩慢回轉(zhuǎn)時，試樣上某一部位開始產(chǎn)生局部伸長和頸縮，在頸縮發(fā)生部位，橫截面面積急劇縮小，繼續(xù)拉伸所需的力也迅速減小，拉伸曲線開始下降，直至試樣斷裂。此時通過測量試樣斷裂后的標(biāo)距長度lu和斷口處最小直徑du,計算斷后最小截面積（su

14、）,由計算公式a?lu?l010?100%、z?s0?sus0?100%即可得到試樣的斷后伸長率a和斷面收縮率z。2 、鑄鐵（典型的脆性材料）脆性材料是指斷后伸長率a<5%的材料，其從開始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都很小。而且，大多數(shù)脆性材料在拉伸時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上都沒有明顯的直線段，幾乎沒有塑性變形，也不會出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象（如圖2-2b所示），只有斷裂時的應(yīng)力值一一強(qiáng)度極限。鑄鐵試樣在承受拉力、變形極小時，就達(dá)到最大力fm而突然發(fā)生斷裂，其抗拉強(qiáng)度也遠(yuǎn)小于低l?l碳鋼的抗拉強(qiáng)度。同樣，由公式rm=fm/s0即可得到其抗拉強(qiáng)度rm,而由公式a?1?100%則u00可求得其斷后伸長

15、率a。試驗(yàn)步驟一、低碳鋼拉伸試驗(yàn)1、試樣準(zhǔn)備：為了便于觀察標(biāo)距范圍內(nèi)沿軸向的變形情況，用試樣分劃器或標(biāo)距儀在試樣標(biāo)距10范圍內(nèi)每隔5mm刻劃一標(biāo)記點(diǎn)（注意標(biāo)記刻劃不應(yīng)影響試樣斷裂），將試樣的標(biāo)距段分成十等份。用游標(biāo)卡尺測量標(biāo)距兩端和中間三個橫截面處的直徑，在每一橫截面處沿相互垂直的兩個方向各測一次取其平均值，用三個平均值中最小者計算試樣的原始橫截面積sO（計算時s0應(yīng)至少保留四位有效數(shù)字）。3 、試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備：根據(jù)低碳鋼的抗拉強(qiáng)度rm和試樣的原始橫截面積s0估計試驗(yàn)所需的最大荷載，并據(jù)此選擇合適的量程，配上相應(yīng)的祛碼旎，做好試驗(yàn)機(jī)的調(diào)零（注意：應(yīng)消除試驗(yàn)機(jī)工作平臺的自重）、安裝繪圖紙筆等準(zhǔn)備工作

16、。4 、裝夾試樣：先將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)的上夾頭內(nèi)，再移動試驗(yàn)機(jī)的下夾頭（或工作平臺、或試驗(yàn)機(jī)橫梁）使其達(dá)到適當(dāng)位置，并把試樣下端夾緊（注意：應(yīng)盡量將試樣的夾持段全部夾在夾頭內(nèi)，并且上下要對稱。完成此步操作時切忌在裝夾試樣時對試樣加上了荷載）。5 、檢查試車：請教師檢查以上步驟完成情況，然后啟動試驗(yàn)機(jī)，預(yù)加少許荷載后（對應(yīng)的應(yīng)力不能超過材料的比例極限），卸載回至零點(diǎn)，以檢查試驗(yàn)機(jī)工作是否正常。同時消除試樣在夾頭中的滑移對繪制拉伸圖曲線的影響。6 、進(jìn)行試驗(yàn)：開動試驗(yàn)機(jī)使之緩慢勻速加載（依據(jù)規(guī)范要求，在屈服前以660mpa/s的速率加載），并注意觀察示力指針的轉(zhuǎn)動、自動繪圖的情況和相應(yīng)的試驗(yàn)現(xiàn)象。

17、當(dāng)主動針不動或倒退時說明材料開始屈服，記錄上屈服點(diǎn)feh（主動針首次回轉(zhuǎn)前的最大力）和下屈服點(diǎn)fel（屈服過程中不計初始瞬時效應(yīng)時的最小力或主動針首次停止轉(zhuǎn)動的恒定力），具體情況如圖2-4所示（說明：前所給出的加載速率是國標(biāo)中規(guī)定的測定上屈服點(diǎn)時應(yīng)采用的速率，在測定下屈服點(diǎn)時，平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)在0.000250.0025/s之間，并應(yīng)盡可能保持恒定。如果不能直接控制這一速率，則應(yīng)固定屈服開始前的應(yīng)力速率直至屈服階段完成）。圖25移位法測量lu圖24屈服荷載的確定根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，材料屈服過后，試驗(yàn)機(jī)的速率應(yīng)使試樣平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率不超過0.008/s。在此條件下繼續(xù)加載，并注意觀察主動針的

18、轉(zhuǎn)動、自動繪圖的情況和相應(yīng)的試驗(yàn)現(xiàn)象（強(qiáng)化、冷作硬化和頸縮等現(xiàn)象一一在強(qiáng)化階段的任一位置卸載后再加載進(jìn)行冷作硬化現(xiàn)象的觀察；此后，待主動針再次停止轉(zhuǎn)動而緩慢回轉(zhuǎn)時，材料進(jìn)入頸縮階段，注意觀察試樣的頸縮現(xiàn)象），直至試樣斷裂停車。記錄所加的最大荷載fm（從動針最后停留的位置）。7 、試樣斷后尺寸測定：取出試樣斷體，觀察斷口情況和位置。將試樣在斷裂處緊密對接在一起，并盡量使其軸線處于同一直線上，測量斷后標(biāo)距l(xiāng)u和頸處的最小直徑d（,u應(yīng)沿相互垂直的兩個方向各測一次取其平均值）計算斷后最小橫截面積suo注意：在測定lu時，若斷口到最臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離不小于1/310,則直接測量標(biāo)距兩端點(diǎn)的距離；若斷口

19、到最臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于1/3l0,則按圖25所示的移位法測定：符合圖（a）情況的，lu=ac+bc,符合圖（b）情況的，lu=ac1+bc;若斷口非?？拷嚇觾啥?，而其到最臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離還不足兩等份，且測得的斷后伸長率小于規(guī)定值，則試驗(yàn)結(jié)果無效，必須重做。此時應(yīng)檢查試樣的質(zhì)量和夾具的工作狀況，以判斷是否屬于偶然情況。8 、歸整實(shí)驗(yàn)設(shè)備：卸回油缸中的液壓油，取下繪記錄圖紙，請教師檢查試驗(yàn)記錄，經(jīng)認(rèn)可后清理試驗(yàn)現(xiàn)場和所用儀器設(shè)備，并將所用的儀器設(shè)備全部恢復(fù)原狀。二、鑄鐵拉伸試驗(yàn)1、測量試樣原始尺寸：測量方法要求同前，但只用快干墨水或帶色涂料標(biāo)出兩標(biāo)距端點(diǎn)，不用等分標(biāo)距段。2、試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備：（

20、要求同前）。3、安裝試樣：（方法同前）。9 、檢查試驗(yàn)機(jī)工作是否正常：（檢查同前，但勿需試車）。5、進(jìn)行試驗(yàn)：開動試驗(yàn)機(jī)，保持試驗(yàn)機(jī)兩夾頭在力作用下的分離速率使試樣平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率不超過0.008/s的條件下對試樣進(jìn)行緩慢加載，直至試樣斷裂為止。停機(jī)并記錄最大力fm。10 、試樣斷后尺寸測定：取出試樣斷體，觀察斷口情況。然后將試樣在斷裂處緊密對接在一起，并盡量使其軸線處于同一直線上，測量試樣斷后標(biāo)距l(xiāng)u（直接用游標(biāo)卡尺測量標(biāo)距兩端點(diǎn)的距離）。11 、歸整實(shí)驗(yàn)設(shè)備：卸回油缸中的液壓油，取下繪記錄圖紙，請教師檢查試驗(yàn)記錄，經(jīng)認(rèn)可后清理試驗(yàn)現(xiàn)場和所用儀器設(shè)備，并將所使用的儀器設(shè)備全部復(fù)原。12

21、、結(jié)束試驗(yàn)：完成全部測量后，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、試驗(yàn)機(jī)所繪的曲線圖和實(shí)驗(yàn)卡片一并交指導(dǎo)教師檢查驗(yàn)收、簽字認(rèn)可后方可離開實(shí)驗(yàn)室。試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄（參考記錄表格）表21、試樣原始尺寸表22、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄單位：kn表2-3、試樣斷后尺寸篇三：金屬拉伸實(shí)驗(yàn)報告金屬拉伸實(shí)驗(yàn)報告【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 、測定低碳鋼的屈服強(qiáng)度reh、rel及re、抗拉強(qiáng)度rm、斷后伸長率a和斷面收縮率z。2 、測定鑄鐵的抗拉強(qiáng)度rm和斷后伸長率a。3 、觀察并分析兩種材料在拉伸過程中的各種現(xiàn)象（包括屈服、強(qiáng)化、冷作硬化和頸縮等現(xiàn)象），并繪制拉伸圖。4 、比較低碳鋼（塑性材料）與鑄鐵（脆性材料）拉伸機(jī)械性能的特點(diǎn)。【實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材】1 、電

22、子萬能試驗(yàn)機(jī)wd-200b型2 、游標(biāo)卡尺3 、電子引伸計【實(shí)驗(yàn)原理概述】為了便于比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按國家標(biāo)準(zhǔn)gb22876中的有關(guān)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)材料要按上述標(biāo)準(zhǔn)做成比例試件，即：圓形截面試件：l0=10d0（長試件）式中：l0-試件的初始計算長度（即試件的標(biāo)距）；-試件的初始截面面積；d0-試件在標(biāo)距內(nèi)的初始直徑實(shí)驗(yàn)室里使用的金屬拉伸試件通常制成標(biāo)準(zhǔn)圓形截面試件，如圖1所示圖1拉伸試件將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)的夾頭中，然后開動試驗(yàn)機(jī)，使試樣受到緩慢增加的拉力（應(yīng)根據(jù)材料性能和試驗(yàn)?zāi)康拇_定拉伸速度），直到拉斷為止，并利用試驗(yàn)機(jī)的自動繪圖裝置繪出材料的拉伸圖（圖22所示）。應(yīng)當(dāng)指出，試驗(yàn)機(jī)自動繪圖裝置繪出的拉

23、伸變形Sl主要是整個試樣（不只是標(biāo)距部分）的伸長，還包括機(jī)器的彈性變形和試樣在夾頭中的滑動等因素。由于試樣開始受力時，頭部在夾（a）低碳鋼拉伸曲線圖（b）鑄鐵拉伸曲線圖圖22由試驗(yàn)機(jī)繪圖裝置繪出的拉伸曲線圖頭內(nèi)的滑動較大，故繪出的拉伸圖最初一段是曲線。1 、低碳鋼（典型的塑性材料）當(dāng)拉力較小時，試樣伸長量與力成正比增加，保持直線關(guān)系，拉力超過fp后拉伸曲線將由直變曲。保持直線關(guān)系的最大拉力就是材料比例極限的力值fp。在fp的上方附近有一點(diǎn)是fc,若拉力小于fc而卸載時，卸載后試樣立刻恢復(fù)原狀，若拉力大于fc后再卸載，則試件只能部分恢復(fù)，保留的殘余變形即為塑性變形，因而fc是代表材料彈性極限的力

24、值。當(dāng)拉力增加到一定程度時，試驗(yàn)機(jī)的示力指針（主動針）開始擺動或停止不動，拉伸圖上出現(xiàn)鋸齒狀或平臺，這說明此時試樣所受的拉力幾乎不變但變形卻在繼續(xù)，這種現(xiàn)象稱為材料的屈服。低碳鋼的屈服階段常呈鋸齒狀，其上屈服點(diǎn)b'受變形速度及試樣形式等因素的影響較大，而下屈服點(diǎn)b則比較穩(wěn)定（因此工程上常以其下屈服點(diǎn)b所對應(yīng)的力值fel作為材料屈服時的力值）。確定屈服力值時，必須注意觀察讀數(shù)表盤上測力指針的轉(zhuǎn)動情況，讀取測力度盤指針首次回轉(zhuǎn)前指示的最大力feh（上屈服荷載）和不計初瞬時效應(yīng)時屈服階段中的最小圖23低碳鋼的冷作硬化力fel（下屈服荷載）或首次停止轉(zhuǎn)動指示的恒定力fel（下屈服荷載），將其分

25、別除以試樣的原始橫截面積（s0）便可得到上屈服強(qiáng)度reh和下屈服強(qiáng)度rel。即reh=feh/s0rel=fel/s0屈服階段過后，雖然變形仍繼續(xù)增大，但力值也隨之增加，拉伸曲線又繼續(xù)上升，這說明材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱為材料的強(qiáng)化。在強(qiáng)化階段內(nèi)，試樣的變形主要是塑性變形，比彈性階段內(nèi)試樣的變形大得多，在達(dá)到最大力fm之前，試樣標(biāo)距范圍內(nèi)的變形是均勻的，拉伸曲線是一段平緩上升的曲線，這時可明顯地看到整個試樣的橫向尺寸在縮小。此最大力fm為材料的抗拉強(qiáng)度力值，由公式rm=fm/s0即可得到材料的抗拉強(qiáng)度rm。如果在材料的強(qiáng)化階段內(nèi)卸載后再加載，直到試樣拉斷，則所得到的曲線如圖23所

26、示。卸載時曲線并不沿原拉伸曲線卸回，而是沿近乎平行于彈性階段的直線卸回，這說明卸載前試樣中除了有塑性變形外，還有一部分彈性變形；卸載后再繼續(xù)加載，曲線幾乎沿卸載路徑變化，然后繼續(xù)強(qiáng)化變形，就像沒有卸載一樣，這種現(xiàn)象稱為材料的冷作硬化。顯然，冷作硬化提高了材料的比例極限和屈服極限，但材料的塑性卻相應(yīng)降低。當(dāng)荷載達(dá)到最大力fm后，示力指針由最大力fm緩慢回轉(zhuǎn)時，試樣上某一部位開始產(chǎn)生局部伸長和頸縮，在頸縮發(fā)生部位，橫截面面積急劇縮小，繼續(xù)拉伸所需的力也迅速減小，拉伸曲線開始下降，直至試樣斷裂。此時通過測量試樣斷裂后的標(biāo)距長度lu和斷口處最小直徑du,計算斷后最小截面積（su）,由計算公式a?lu?

27、l0s?su?100%、z?0?100%l0s0即可得到試樣的斷后伸長率a和斷面收縮率z。2 、鑄鐵（典型的脆性材料）脆性材料是指斷后伸長率a<5%的材料，其從開始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都很小。而且，大多數(shù)脆性材料在拉伸時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上都沒有明顯的直線段，幾乎沒有塑性變形，也不會出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象（如圖2-2b所示），只有斷裂時的應(yīng)力值一一強(qiáng)度極限。鑄鐵試樣在承受拉力、變形極小時，就達(dá)到最大力fm而突然發(fā)生斷裂，其抗拉強(qiáng)度也遠(yuǎn)小于低碳鋼的抗拉強(qiáng)度。同樣，由公式rm=fm/s0即可得到其抗拉強(qiáng)度rm,而由公式a?lu?l0l0?100%則可求得其斷后伸長率a?！緦?shí)驗(yàn)步驟】一、低

28、碳鋼拉伸試驗(yàn)1 、試樣準(zhǔn)備：為了便于觀察標(biāo)距范圍內(nèi)沿軸向的變形情況，用試樣分劃器或標(biāo)距儀在試樣標(biāo)距l(xiāng)0范圍內(nèi)每隔5mm刻劃一標(biāo)記點(diǎn)（注意標(biāo)記刻劃不應(yīng)影響試樣斷裂），將試樣的標(biāo)距段分成十等份。用游標(biāo)卡尺測量標(biāo)距兩端和中間三個橫截面處的直徑，在每一橫截面處沿相互垂直的兩個方向各測一次取其平均值，用三個平均值中最小者計算試樣的原始橫截面積sO（計算時s0應(yīng)至少保留四位有效數(shù)字）。2 、試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備：根據(jù)低碳鋼的抗拉強(qiáng)度rm和試樣的原始橫截面積s0估計試驗(yàn)所需的最大荷載，并據(jù)此選擇合適的量程，配上相應(yīng)的祛碼旎，做好試驗(yàn)機(jī)的調(diào)零（注意：應(yīng)消除試驗(yàn)機(jī)工作平臺的自重）、安裝繪圖紙筆等準(zhǔn)備工作。3 、裝夾試樣：

29、先將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)的上夾頭內(nèi)，再移動試驗(yàn)機(jī)的下夾頭（或工作平臺、或試驗(yàn)機(jī)橫梁）使其達(dá)到適當(dāng)位置，并把試樣下端夾緊（注意：應(yīng)盡量將試樣的夾持段全部夾在夾頭內(nèi)，并且上下要對稱。完成此步操作時切忌在裝夾試樣時對試樣加上了荷載）。4 、裝載電子引伸計：將電子引伸計裝載在低碳鋼試樣上，注意電子引伸計要在比例極限處卸載。5 、進(jìn)行試驗(yàn)：開動試驗(yàn)機(jī)使之緩慢勻速加載（依據(jù)規(guī)范要求，在屈服前以660mpa/s的速率加載），并注意觀察示力指針的轉(zhuǎn)動、自動繪圖的情況和相應(yīng)的試驗(yàn)現(xiàn)象。當(dāng)主動針不動或倒退時說明材料開始屈服，記錄上屈服點(diǎn)feh（主動針首次回轉(zhuǎn)前的最大力）和下屈服點(diǎn)fel（屈服過程中不計初始瞬時效應(yīng)時的

30、最小力或主動針首次停止轉(zhuǎn)動的恒定力），具體情況如圖2-4所示（說明：前所給出的加載速率是國標(biāo)中規(guī)定的測定上屈服點(diǎn)時應(yīng)采用的速率，在測定下屈服點(diǎn)時，平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)在0.000250.0025/s之間，并應(yīng)盡可能保持恒定。如果不能直接控制這一速率，則應(yīng)固定屈服開始前的應(yīng)力速率直至屈服階段完成）。圖25移位法測量lu圖24屈服荷載的確定根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，材料屈服過后，試驗(yàn)機(jī)的速率應(yīng)使試樣平行長度內(nèi)的應(yīng)變速率不超過0.008/s。在此條件下繼續(xù)加載，并注意觀察主動針的轉(zhuǎn)動、自動繪圖的情況和相應(yīng)的試驗(yàn)現(xiàn)象（強(qiáng)化、冷作硬化和頸縮等現(xiàn)象一一在強(qiáng)化階段的任一位置卸載后再加載進(jìn)行冷作硬化現(xiàn)象的觀察；此后，待

31、主動針再次停止轉(zhuǎn)動而緩慢回轉(zhuǎn)時，材料進(jìn)入頸縮階段，注意觀察試樣的頸縮現(xiàn)象），直至試樣斷裂停車。記錄所加的最大荷載fm（從動針最后停留的位置）。6 、試樣斷后尺寸測定：取出試樣斷體，觀察斷口情況和位置。將試樣在斷裂處緊密對接在一起，并盡量使其軸線處于同一直線上，測量斷后標(biāo)距l(xiāng)u和頸處的最小直徑du（應(yīng)沿相互垂直的兩個方向各測一次取其平均值），計算斷后最小橫截面積suo注意：在測定lu時，若斷口到最臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離不小于1/310,則直接測量標(biāo)距兩端點(diǎn)的距離；若斷口到最臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離小于1/3l0，則按圖25所示的移位法測定：符合圖（a）情況的，lu=ac+bc，符合圖（b）情況的，lu=a

32、c1+bc;若斷口非?？拷嚇觾啥?，而其到最臨近標(biāo)距端點(diǎn)的距離還不足兩等份，且測得的斷后伸長率小于規(guī)定值，則試驗(yàn)結(jié)果無效，必須重做。此時應(yīng)檢查試樣的質(zhì)量和夾具的工作狀況，以判斷是否屬于偶然情況。7 、歸整實(shí)驗(yàn)設(shè)備：篇四：金屬拉伸試驗(yàn)報告金屬拉伸試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀察低碳鋼和鑄鐵在拉伸過程中的各種現(xiàn)象（包括屈服，強(qiáng)化和頸縮等現(xiàn)象），特別是外力和變形間的關(guān)系，并繪制拉伸圖。2.測定低碳鋼的屈服極限os,強(qiáng)度極限bb,延伸率8和截面收縮率少。3 .測定鑄鐵的強(qiáng)度極限（rbo4 .觀察斷口，比較低碳鋼和鑄鐵兩種材料的拉伸性能和破壞特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1.萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)2.游標(biāo)卡尺三、實(shí)驗(yàn)原理為了

33、便于比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果，按國家標(biāo)準(zhǔn)gb22876中的有關(guān)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)材料要按上述標(biāo)準(zhǔn)做成比例試件，即圓形截面試件l0=10d0（長試件）10=5d0aoao短試件）矩形截面試件10=11.310=5.65（長試件）（短試件）式中：10-試件的初始計算長度（即試件的標(biāo)距）；-試件的初始截面面積；d0-試件在標(biāo)距內(nèi)的初始直徑實(shí)驗(yàn)室里使用的金屬拉伸試件通常制成標(biāo)準(zhǔn)圓形截面試件，如圖1所示圖1拉伸試件金屬拉伸實(shí)驗(yàn)是測定金屬材料力學(xué)性能的一個最基本的實(shí)驗(yàn)，是了解材料力學(xué)性能最全面，最方便的實(shí)驗(yàn)。本試驗(yàn)主要是測定低碳鋼和鑄鐵在軸向靜載拉伸過程中的力學(xué)性能。在試驗(yàn)過程中，利用實(shí)驗(yàn)機(jī)的自動繪圖裝置可繪出低碳鋼的拉伸圖

34、（如圖2所示）和鑄鐵的拉伸圖。由于試件在開始受力時，其兩端的夾緊部分在試驗(yàn)機(jī)的夾頭內(nèi)有一定的滑動，故繪出的拉伸圖最初一段是曲線。圖2試件拉伸圖對于低碳鋼，在確定屈服載荷ps時，必須注意觀察試件屈服時測力度盤上主動針的轉(zhuǎn)動情況，國際規(guī)定主動針停止轉(zhuǎn)動時的恒定載荷或第一次回轉(zhuǎn)的最小載荷值為屈服載荷ps,故材料的屈服極限為？s?psa0試件拉伸達(dá)到最大載荷之前，在標(biāo)距范圍內(nèi)的變形是均勻的。從最大載荷開始，試件產(chǎn)生頸縮，截面迅速變細(xì)，載荷也隨之減小。因此，測測力度盤上主動針開始回轉(zhuǎn)，而從動針則停留在最大載荷的刻度上，給我們指示出最大載荷，則材料的強(qiáng)度極限為：？b?pba0試件斷列后，將試件的斷口對齊，

35、測量出斷裂后的標(biāo)距11和斷口處的直徑d1,則材料的延伸率8和截面收縮率少分別為：？100%?a0?a1a0?11?1010x?X100%XX式中，10,a0分別為試驗(yàn)前的標(biāo)距和橫截面面積；11,a1分別為試驗(yàn)后的標(biāo)距和斷口處的橫截面面積。如果斷口不在試件距中部的三分之一區(qū)段內(nèi)，則應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用斷口移中法來計算試件拉斷后的標(biāo)距11。其具體方法是：試驗(yàn)前先在試件的標(biāo)距內(nèi)，用刻線器刻劃等間距的標(biāo)點(diǎn)或圓周11個，即將標(biāo)距長度分為10等份。試驗(yàn)后將拉斷的試件斷口對齊，如圖3-3所示，以斷口o為起點(diǎn)，在長段上取基本等于短段的格數(shù)得b點(diǎn).當(dāng)長段所余格數(shù)為偶數(shù)時，如圖33（a）所示，則取所余格數(shù)的一半得c點(diǎn)，于是11=ab+2bc若長段所余格數(shù)為奇數(shù)時，如圖3（b）所示，可在長段上取所余格數(shù)減1之半得c點(diǎn)，再取所余格數(shù)加1之半得c1點(diǎn)，于是11=ab+bc+bc1圖3a）;b）當(dāng)斷口非常接近試件兩端部，而與其端部的距離等于或小于直徑的兩倍時，需重作試驗(yàn).四、