低碳鋼拉伸試驗(yàn)

..低碳鋼和灰口鑄鐵的拉伸、壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康蘑牛^看低碳鋼在拉伸時的各種現(xiàn)象,并測定低碳鋼在拉伸時的屈服極限 ,強(qiáng)度極限s ,延長率 和斷面收縮率。b 10⑵.觀看鑄鐵在軸向拉伸時的各種現(xiàn)象。⑶.觀看低碳鋼和鑄鐵在軸向壓縮過程中的各種現(xiàn)象。斷裂等物理現(xiàn)象。測定該試樣所代表材料的F、F

和l等值。S b⑸.對典型的塑性材料和脆性材料進(jìn)展受力變形現(xiàn)象比較，對其強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)進(jìn)展比較。⑹.學(xué)習(xí)、把握電子萬能試驗(yàn)機(jī)的使用方法及其工作原理。儀器設(shè)備和量具50KN試件準(zhǔn)中對試件的尺寸和外形有統(tǒng)一規(guī)定。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB6397-86的尺寸列表如下：試件試件標(biāo)距長度L0橫截面積A0圓試件直徑d011.3 A或10d00任意任意表示延長率的符號10比例/長短A或5d00任意任意5本試驗(yàn)的拉伸試件承受國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的長比例試件(圖21),試驗(yàn)段直徑d 10mm,標(biāo)距l(xiāng) 100mm。本試驗(yàn)的壓縮試件承受國家標(biāo)準(zhǔn)〔GB7314-87〕中規(guī)定的0 0圓柱形試件h/d 2，d 15mm〔圖2－2。0 0hd0lhd0ld02－10試件

1/6試驗(yàn)原理和方法

2－2壓縮試件〔一〕低碳鋼的拉伸試驗(yàn)在拉伸試驗(yàn)前，測定低碳鋼試件的直徑d和標(biāo)距l(xiāng)。試驗(yàn)時，首先將試件安裝在試驗(yàn)0 0Fl曲線，見圖2－3〕或應(yīng)力-應(yīng)變曲線〔曲線，見圖2－4eedfbacbsPgfhodFsFsFbΔl2－3〔1〕彈性階段〔Ob段〕

2－4曲線〔Oa段〕為始終線，說明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即滿足胡克定理，此階段稱為線形階段。線性段的最高點(diǎn)稱為材料的比例極限〔 ，線性段的P直線斜率即為材料的彈性摸量E。曲線不為直線〔abe與比例極限格外接近?！?〕屈服階段〔bc段〕

超過彈性階段后，應(yīng)力幾乎不變，只是在某一微小圍上下波動，而應(yīng)變卻急劇增長，這種現(xiàn)象成為屈服。使材料發(fā)生屈服的應(yīng)力稱為屈服應(yīng)力或屈服極限〔s450斜紋。這是由于試件的450產(chǎn)生滑移所造成的，故稱為滑移線。2/6〔3〕硬化階段〔ce段〕這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化。假設(shè)在此階段卸載，那么卸載過程的應(yīng)力應(yīng)變曲線為一條斜線〔如dd零時殘留的應(yīng)變稱為塑性應(yīng)變或剩余應(yīng)變，相應(yīng)地應(yīng)力減小至零時消逝的應(yīng)變稱為彈性應(yīng)高，這一現(xiàn)象稱為冷作硬化。在硬化階段應(yīng)力應(yīng)變曲線存在一最高點(diǎn)，該最高點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力稱為材料的強(qiáng)度極限〔，強(qiáng)度極限所對應(yīng)的載荷為試件所能承受的最大載荷F 。b b〔4〕頸縮階段〔ef段〕試樣拉伸到達(dá)強(qiáng)度極限b b減小，故應(yīng)力應(yīng)變曲線呈現(xiàn)下降趨勢，直至最終在f點(diǎn)斷裂。試樣的斷裂位置處于頸縮處，斷口外形呈杯狀，這說明引起試樣破壞的緣由不僅有拉應(yīng)力還有切應(yīng)力。〔二〕鑄鐵的拉伸試驗(yàn)鑄鐵的拉伸試驗(yàn)方法與低碳鋼的拉伸試驗(yàn)一樣于低碳鋼，其應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2－5所示。鑄鐵從開場受力直至斷裂，變形始終很小，既不存在屈服階段，也無頸縮現(xiàn)象。斷口垂直于試樣軸線，這說明引起試樣破壞的緣由是最大拉應(yīng)力。 〔三〕低碳鋼和鑄鐵的壓縮試驗(yàn)曲線圖2－6可以看出，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即滿足胡克定象。過了屈服階段后，試件越壓越扁，最終被壓成腰鼓形，而不會發(fā)生斷裂破壞。 圖2－5鑄鐵的壓縮強(qiáng)度極限約為拉伸強(qiáng)度極限的3-4550。一般認(rèn)為是切應(yīng)力和摩擦力共同作用的結(jié)果。PPs3/6 ..4/6圖2－6 圖2－7試驗(yàn)步驟〔一〕低碳鋼的拉伸試驗(yàn)1、依次翻開計(jì)算機(jī)、變壓器，并按下主機(jī)外罩上的“復(fù)位〞按鈕啟動試驗(yàn)機(jī)。2、雙擊桌面上的圖標(biāo)WinWdw-PCI，進(jìn)入軟件操作系統(tǒng)。3、點(diǎn)擊“試驗(yàn)操作〞，翻開試驗(yàn)操作界面，做拉伸試驗(yàn)時，在軟件操作系統(tǒng)的“掌握面板〞上選取“拉向〞。4、用游標(biāo)卡尺測量試樣的直徑和標(biāo)距，并記錄。在試件的標(biāo)距圍測量試件三個橫截面處的截面直徑d，并據(jù)此計(jì)算試件的橫截面0A0

。測量標(biāo)距時，要用游標(biāo)卡尺測量三次，并取三次測量結(jié)果的平均值作為試件的原始長度l。05、做試驗(yàn)位置，再把上鉗口松開，夾緊試樣的上端；⑵使橫梁下降，當(dāng)試樣能夠夾在下鉗口時，停頓；⑶在試驗(yàn)操作界面上把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時間清零，夾緊下鉗口；⑷在“掌握面板〞上選擇“位移掌握〞，承受0.2mm/min的速度使橫梁下降，消退預(yù)緊力，使負(fù)荷變?yōu)榱?；⑸裝夾引伸計(jì)，并檢查引伸計(jì)是否已正確連接到計(jì)算機(jī)主機(jī)的端口上；加載速度選0.5mm/min；⑺再次把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時間等各項(xiàng)分別清零。⑻單擊“位移方式〞，切換為“取引伸計(jì)〞模式。在取引伸計(jì)模式下，點(diǎn)擊“開場〞按鈕，開場試驗(yàn)。當(dāng)試件馬上進(jìn)入屈服階段時，屏幕會彈出對話框提示取下引伸計(jì)，此時要快速取下引伸計(jì)。由于此后試件將進(jìn)入屈服階段，在載荷—變形圖上將看到假設(shè)不取下引伸計(jì)，引伸計(jì)將被拉壞。接著材料進(jìn)入強(qiáng)化階段，可將加載速度調(diào)至5mm/min，連續(xù)試驗(yàn)直至試樣拉斷。在試驗(yàn)過程中，留意觀看屈服〔流淌取下試樣，先將兩段試件沿?cái)嗫谡R地對攏，量取并記錄拉斷后兩標(biāo)距點(diǎn)之間的長度l，及斷口處最小的直徑d1

，并計(jì)算斷后面積。1然后單擊“自動計(jì)算〞。需要打印時單擊“試驗(yàn)報(bào)告〞按鈕，把需要輸出的選項(xiàng)移試驗(yàn)報(bào)告?！捕宠T鐵的拉伸試驗(yàn)操作步驟與低碳鋼試驗(yàn)根本一樣，不同之處有：〔1〕無須裝夾引伸計(jì)?！?2mm/min〔3〕在試驗(yàn)中留意讀取荷載極限值?！踩车吞间搲嚎s試驗(yàn)其操作步驟與拉伸時根本一樣，不同之處有：〔1〕試件放于下壓頭的中心處，移動橫梁使上壓頭漸漸接近試樣。但不能接觸試樣?！?2mm/min加壓，使上壓頭接觸試樣〔荷載單元可顯2～3kN〔32mm/min5mm/min?！?〕試樣不會斷裂，曲線畫到肯定程度即可完畢試驗(yàn)；在試驗(yàn)中留意讀取屈服時的荷載值?！菜摹宠T鐵壓縮試驗(yàn)操作步驟與低碳鋼壓縮一樣，不同的是試件破斷后停機(jī)。全部試驗(yàn)完畢后，關(guān)閉軟件和試驗(yàn)機(jī)，并檢查機(jī)器和儀器的各開關(guān)按鍵是否置于原始位置，然后關(guān)掉電源。試驗(yàn)結(jié)果處理〔一〕低碳鋼的拉伸試驗(yàn)記錄試件的屈服抗力Fs

和最大抗力F。試件斷裂后，測量斷口處的最小直徑db

和標(biāo)距1間的距離l1

。依據(jù)測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算低碳鋼材料的強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)度指標(biāo)：屈服極限 s

Fs,其中AA0

04b強(qiáng)度極限 Fbb A0塑性指標(biāo)：延長率 10

ll1 0100%l0AA斷面收縮率

0A 1100%0〔二〕低碳鋼的壓縮試驗(yàn)dh。試驗(yàn)時，觀看低碳鋼試件壓縮過程中的現(xiàn)象，0 0s測定試件屈服時的抗力F，從而計(jì)算出低碳鋼的屈服極限：s〔三〕灰口鑄鐵的拉伸試驗(yàn)

F ss A0d，試件在拉伸過程中留意觀看與低碳鋼拉伸試驗(yàn)中不同的現(xiàn)0象〔如變形小、無屈服、無頸縮、斷口平齊等F，從而計(jì)算出灰b口鑄鐵的拉伸強(qiáng)度極限：b

F b。A0〔四〕灰口鑄鐵的壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)前測定試件的直徑d和高度h。試驗(yàn)時觀看灰口鑄鐵試件在壓縮過程中的現(xiàn)象，0