金屬材料拉伸性能測定實驗

1、材料科學與工程學院金屬材料拉伸性能測定實驗實習名稱專業(yè)班級姓名學號指導教師評定成績教師評語指導老師簽名：2015年7月17日一、實驗目的及要求1加深對強度、塑性、拉伸曲線、斷裂的理解；2.掌握金屬彈性模量E、規(guī)定非比例伸長應力a、彈性極限a、彈性比功p0.05ea、屈服強度a、抗拉強度a、拉伸伸長率5、斷面收縮率屮、靜力韌度等力esb學性能的測試方法。3對斷口形貌進行宏觀和微觀分析，判斷材料的失效形式，培養(yǎng)對工程結(jié)構(gòu)材料斷裂失效分析的綜合能力。二、實驗設(shè)備（環(huán)境）及要求1萬能材料試驗機2金相顯微鏡3照相手機4游標卡尺，劃線筆5.碳鋼、合金鋼和鑄鐵等拉伸試樣，L=10d00三、實驗內(nèi)容與步驟1）

2、實驗原理拉伸實驗是用拉力拉伸試樣，一般拉至斷裂，以測定材料的一項或幾項力學性能的實驗方法。常溫下的拉伸實驗是測定材料力學性能的基本實驗，可用以測定彈性模量、屈服強度、規(guī)定非比例伸長應力、抗拉強度、斷后伸長率和斷面收縮率等，這些力學性能指標都是工程設(shè)計的重要依據(jù)。工程結(jié)構(gòu)材料的失效形式通常為斷裂、腐蝕和磨損，其中斷裂是常見的失效形式之一。材料的斷裂按照斷裂前有無產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形，可劃分韌性斷裂和脆性斷裂；按照斷裂微觀機理，可分為剪切斷裂和解理斷裂。韌性斷裂斷口用肉眼或放大鏡觀察時往往呈暗灰色、纖維狀。脆性斷裂斷口一般與正應力垂直，宏觀上比較齊平光亮。韌性斷裂斷口一般呈杯錐狀，由纖維區(qū)、放射區(qū)

3、和剪切唇三個區(qū)域組成。脆性斷裂斷口纖維區(qū)很小，剪切唇幾乎沒有。三個區(qū)域的形態(tài)、大小、相對位置，因試樣形狀、尺寸和金屬材料的性能以及實驗溫度、加載速率和受力狀態(tài)不同而變化。一般來說，材料強度提高、塑性降低，則放射區(qū)比例增大；試樣尺寸加大，放射區(qū)明顯增大，而纖維區(qū)變化不大。根據(jù)宏、微觀的斷口分析，可以真實了解材料斷裂時裂紋產(chǎn)生和擴展的起因、經(jīng)歷及方式，有助于對斷裂的原因、條件及影響因素作出正確判斷。2）實驗步驟1.測量試樣原始尺寸L和d，并記錄在表1-1上。00確定計算長度L:在試件中間等粗的細長部分內(nèi)，量取計算長度L（按10倍或005倍試件確定），并用刻線機（記號筆等）標記。刻線時，應盡量輕微。

4、2檢查試驗機各部分是否正常，打開萬能試驗機的電源；3打開電腦主機，以及測試軟件；4通過軟件控制試驗機上下鉗口，將試樣垂直夾持在試驗機的上、下鉗口內(nèi)。5.將L和A輸入測試軟件，把力清零，然后開始測試，006認真觀察試樣在拉伸過程的各種行為；7測試終止后，保存實驗數(shù)據(jù)；8.取出試樣，測量縮頸處的最小直徑d，并將試樣斷裂處緊密對接在一起，測1量斷后標距L，并記錄在表1-1和表1-2中。9用手機拍照宏觀斷口；用金相顯微鏡觀察微觀斷口不同微區(qū)，并拍照；10拷貝測試結(jié)果，退出測試軟件，關(guān)閉主機電源，清理工作臺3）試驗注意事項：隨時注意觀察試件在拉伸過程中的形狀變化和應力應變曲線的變化情況。1.試件拉伸過程

5、中，當應力應變曲線出現(xiàn)平臺時載荷即到達屈服階段，過了屈服階段后，觀察冷作硬化現(xiàn)象。2當載荷到達最大值（F）時，曲線開始回落下降，密切注意試件形狀的變化，此b時可看到頸縮現(xiàn)象。3試件拉斷后，立即停機存盤。打印出所得的拉伸圖，取下試件并量度此時的斷后標距長度L（如果試件是斷在計算長度之外的作廢）和頸縮處的最小直徑d。量度時將試件的兩半接在一起，使其盡量緊貼。4保管好拉斷后的試樣四、實驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理1、原始實驗數(shù)據(jù)：以表格的形式給出，建議采用下面表格表1.1拉伸試件原始尺寸數(shù)據(jù)記錄材料及狀態(tài)標距Lo(mm)直徑d“(mm)截積m2)橫面面SON截面酊I截面至II截面酊III12平均12平均12平均

6、45#鋼、退火態(tài)表1.2拉伸試件拉,申過程數(shù)據(jù)記錄材料及狀態(tài)斷裂后標距長度L(mm)斷裂后縮頸處直徑(mm)縮頸處截面積S(mm2)伸長W拉伸靱斷面收縮率()裂驗N)斷實加斷裂強度(MPa)(MPa)斷后宏觀特征45#鋼、退火態(tài)3、對應力-應變曲線進行分析，包括拉伸曲線的修正、彈性模量和彈性比功、屈服強度、抗拉強度的計算。此結(jié)果以表格的形式給出。材料力學性能抗拉強度上屈服強度下屈服強度數(shù)值材料力學性能彈性模量彈性比功屈強比數(shù)值4、斷口形貌觀察，并解釋出現(xiàn)這一斷口的原因。五、全部數(shù)據(jù)匯總與分析1、加載速率對各種拉伸性能和斷口形貌的影響。與自己的材質(zhì)相同、尺寸相同、處理工藝相同時，比較不同加載速率時各種性能指標的變化規(guī)律，繪制相應的圖表，分析這些變化規(guī)律的原因屈服強度oo6555n.m/mm1n.m/mm5.m/m.m/m.m/m抗拉強度330320310300290280屈服強度m02m05moolumoolmm05mm02彈性模量432149844.4.4.oSoSnm右mQU±n-E右monn-E右mo2nm右m5nm右ml抗拉強度1mm/min拉伸斷口50mm/min拉伸斷口五、全部數(shù)據(jù)匯總與分析1、熱處理工藝對各種壓縮性能和斷口形貌的影響與自己的材質(zhì)相同、尺寸相同、加載速率相同時，比較淬火態(tài)和退