實驗六金屬薄板拉伸試驗

1、實驗六金屬薄板拉伸試驗一、目的通過拉伸試驗確定金屬薄板的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力（。s）、抗拉強(qiáng)度（。b）、屈強(qiáng)比（。s/o b），均勻延伸率（6 u）、總延伸率（6 k）、應(yīng)變硬化指數(shù)（n）、塑性應(yīng)變比（Y及y）、 凸耳參數(shù)竿y）并繪制硬化曲線。二、設(shè)備及工具拉力試驗機(jī)、千分尺、游標(biāo)卡尺、直尺等。三、試樣可以使用圖1、圖2中所示兩種形狀試樣中的任一種，應(yīng)在金屬薄板平面上與軋制方向 成0、45和90三個方向切取試樣。試樣厚度應(yīng)當(dāng)均勻，在標(biāo)距長度內(nèi)厚度變化不應(yīng)大于0.01mm時，應(yīng)不大于公稱厚度的 1%。切取樣坯和機(jī)加工試樣時，應(yīng)防止因加工硬化或熱影響而改變材料的性能。其余多圖1-1號樣圖1-2號樣

2、可用維氏金剛石壓頭或其它工具刻劃標(biāo)距點。標(biāo)距點應(yīng)位于試樣的軸線上，并對稱于 平行長度部分的中心。四、試驗步驟和數(shù)據(jù)處理將試樣夾緊在試驗機(jī)的夾頭內(nèi)，調(diào)整好測力刻度和載荷一一伸長曲線記錄裝置。夾頭 的移動速度應(yīng)在0.520mm/min范圍內(nèi)，并應(yīng)保持加載速度恒定。記錄產(chǎn)生屈服時的載荷F和最大載荷F ，并根據(jù)載荷一一伸長曲線，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，便可確定板材的。s、o b、 Jo b、0 U、0 1、確定板材。s、0 b、o S :、o u、0 k o s、o b及o s/0 b由下式確定：U0- .N / mm2o s= A0 或o 0。2= A0(MPa)Fmaxo b= A0，N/mm2 (MPa

3、)式中Fs屈服時的載荷，N；F0相對伸長為0.2時的載荷，N；F拉伸最大載荷，N；驀必一一試樣原始橫截面積，mm20 u及0 k由下式確定:土 x 100%0L 0 0uL - LT0 X100%0L 0 k- 0式中L0 試樣原始標(biāo)距長度，mm；Lu試樣產(chǎn)生細(xì)頸時的標(biāo)距長度，mm；Lk試樣斷裂時的標(biāo)距長度，mm。(圖3)進(jìn)行坐標(biāo)變換:2、繪制加工硬化曲線對試驗得到的拉伸曲線圖3拉伸F-AL(U -)曲線橫坐標(biāo)變換為對數(shù)應(yīng)變LL0 + ALe =ln L0 = ln L0ln(1+E )縱坐標(biāo)變換為真實應(yīng)力c F Fs = = A (1 + ) =b 0(1 + ) 0式中e對數(shù)應(yīng)變(真實應(yīng)變

4、)；E相對應(yīng)變，8 =AL/L0；AL試樣標(biāo)距的伸長，mm；S真實應(yīng)力，N/mm2；U 0名義應(yīng)力，N/mm2； 繪制方法如下：在拉伸曲線的橫坐標(biāo)取若干個AL，再找到相應(yīng)的載荷F值，(1)(2)根據(jù)式（1）和式（2）計算出相應(yīng)的S和E值，即可繪制出加工硬化曲線（產(chǎn)生細(xì)頸前的均勻 拉伸階段）。3、求硬化指數(shù)n值多數(shù)金屬材料的真實應(yīng)力一一真實應(yīng)變關(guān)系為冪指數(shù)函數(shù)形式：（3）S=Ben式中 S真實應(yīng)力，N/mm2;e真實應(yīng)變；B與材料有關(guān)的系數(shù) n應(yīng)變硬化指數(shù)。將式（3）兩邊取對數(shù)，有l(wèi)g S = lg B + n lg eN/mm2;（4）根據(jù)硬化曲線，用線性回歸方法便可計算其斜率，即n值。下面介

5、紹一種確定n值的簡便方法。在拉伸曲線上取兩點（F，AL1 ）和（F2，AL2）， 按式（1）和（2）換算得（S1，ei）和（S2，e2），分別代入到式（4）中，消去l田項， 便得n =lg1（5）4、確定塑性應(yīng)變比y及凸耳參數(shù) y塑性應(yīng)變比y亦稱厚向異性指數(shù)，用板料單向拉伸試樣的寬度應(yīng)變和厚度應(yīng)變的比值表/示o將試樣夾緊在試驗機(jī)的夾頭內(nèi)，當(dāng)試樣伸長到約20% （注意：應(yīng)在屈服之后，產(chǎn)生細(xì)頸 之前）時停止加載，卸下試樣。可求得丫值：用千分尺測得試樣變形后的寬度b及厚度氏代入下式中便ln虹ln -* 0(6)式中b 試樣的寬度應(yīng)變a b、*0 b、ti blnb=b0 ；i tln =* 0;，m

6、m；，mm o試樣的厚向應(yīng)變-一試樣的原始寬度與厚度-變形后試樣的寬度與厚度由于在不同方向上不同的y值，一般按下式計算平均塑性應(yīng)變比y:-1，。、(7)y = （y + 2y+y ）14 045 1 907凸耳參數(shù)又稱塑性平面各向異性指數(shù)，表示板料平面內(nèi)的塑性各向異性，國表示， 可按下式計算：(8)Ay= 2(y 0 +y 90)-y 45式（7）、（8）中0、45、90表示在板表面內(nèi)與軋制方向分別0、45和90的試 樣。式（6）中的*根據(jù)體積不變條件，亦可由下式確定:%* +土）（9）式中氣試樣標(biāo)距長度應(yīng)變。本試驗中，測量試樣的原始寬度b0時允許測量偏差為0.01mm。以同樣的方式和精 度測量變形后的試樣寬度b1和標(biāo)距長度L。若拉伸變形后，在寬度方向發(fā)生明顯彎曲（圖4），當(dāng)凸度h0.3mm時，應(yīng)按下式修 正測得的寬度： = (h + -4 -) arcsin4b h b2 +4h 2（10）圖4試樣橫向彎曲示意五、試驗報告1、本試驗的目的，試驗用的設(shè)備及試樣條件