实验二金属材料的压缩试验 实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的 二、实验设备和仪器 三、实验数据及处理 材料 直径d o（mm）高度 l(mm) L d o 截面积A0 (mm 2 ) 屈服载荷 F s(K N) 最大载荷 F b(K N) 1 2 平均 低碳钢铸铁
载荷一变形曲线（F—△l曲线）及结果 材料低碳钢铸铁F—△l曲线 断口形状 实验结果屈服极限ós=屈服极限ób= 四、问题讨论 （1）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因； （2）公析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。
金属村翻盖的压缩试验 原始试验数据记录 实验指导老师： 200 年月日
实验四金属扭破坏实验、剪切弹性模量测定 实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的 二、实验设备和仪器 三、实验数据及处理 弹性模量E= 泊松比μ= 实验前 材料标距 L0（mm） 直径d0（mm）平均极惯 性矩I p （mm4） 最小抗扭 截面模量 W T （mm3）截面I 截面II 截面III 1 2 平均 1 2 平均 1 2 平均 低碳钢铸铁
低碳钢钢剪切弹性模量测定 扭矩T（K N）扭转角（rad）扭转角度增量（rad）△φT0= T1 T2 T0 T3 T4 T5 △T= 理论值相对误差 截荷-变形曲线（F-△l曲线及结果） 材料低碳钢铸铁 T—φ曲线 断口形状 实验记录屈服扭矩T s 破坏扭矩T b 破坏扭矩T b 实验结果屈服极限t s 强度极限t b
四、问题讨论 （1）为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试样是与试样轴线成450螺旋断裂面？ （2）根据低碳钢和铸铁拉伸、压缩、扭转试验的强度指标和断口形貌，分析总结两类材料的抗拉、抗压、抗剪能力。
《金属材料室温拉伸试验方法》GBT228-2002实施要点2006-11-04 15:061 引言 国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》已于2002年颁布实施。这一新国家标准是合并修订国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》三个标准为一个标准，它等效采用了国际标准ISO6892：1998《金属材料室温拉伸试验》，也是GB/T228第三次修订。GB/T228-2002包括的技术内容和要求与原三个标准有较大的不同，尤其在性能名称和符号、抗拉强度定义、试验速率、性能结果数值的修约方面变动较大。而且，新标准中增加了引用标准和关于试验方法准确度方面阐述的内容。为了更好地贯彻实施GB/T228-2002，将该标准的要点和实施中需注意之点说明如下。 2 GB/T228-2002标准的适用范围 标准适用于金属材料（包括黑色和有色金属材料，但不包括金属构件和零件）室温拉伸性能的测定，试样或产品的横截面尺寸≦0.1mm。对于小横截面尺寸的金属产品，例如金属箔、超细丝和毛细管等的拉伸试验需要双方协议。其原因在于：①横截面小的产品，按照标准中建议的量具分辨力要求不能满足附录A和附录C规定横截面测定准确度在±1%和±2%以内的要求。②试样标距采用常规的划细线、打小冲点等方法进行标记不可行。③常用的引伸计不适用于此类型产品试样的试验。试样的夹持方法需要特殊夹头等。 3 室温的温度范围 标准中规定室温的温度范围为10-35℃，超出这一范围不属于室温。对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而采用更严格的温度范围试验时，应采用23±5℃的控制温度。上述10-35℃的温度范围实质是指容许的试样温度范围，只要试样的温度是在这规定的室温范围内便符合标准要求。 4 标准中的引用标准 标准中的第二章引用了6个国家标准，即： GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备（eqv ISO377：1997） GB/T8170-1987数值修约规则 GB/T12160-2002单轴试验用引伸计的标定（idt ISO9513：1999） GB/T16825-1997拉力试验机的实验（idt ISO7500—1：1986） GB/T17600.1—1998钢的伸长率换算第1部分：碳素钢和低合金钢（eqv ISO2566—1：1984）GB/T17600.2—1998钢的伸长率换算第2部分：奥氏体钢（eqv ISO2566—2：1984） 标准中通过注日期引用的这6个国家标准是构成GB/T228—2002标准本身不可缺少的部分，应遵照被引用的6个标准中的相关规定和要求，其中被引用的5个标准分别等同和等效相应的国际标准。目前，GB/T8170—1987《数值修约规则》还没有相对应的国际标准。 5 性能和术语定义 5．1性能定义 为了与国际接轨，性能的定义按照国际标准的规定。与原GB/T228—1987相比较，屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异，其他性能的定义无实质性差异。 新标准将抗拉强度定义为相应最大力（Fm）的应力，而最大力（Fm）定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力；对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。按照这一定义，如图1所示的拉伸曲线，最大力应为曲线上的B点，而不是旧标准中的取其A点的力（上屈服力）计算抗拉强度。 新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同，前者是泛指上、下屈服强度性能；而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能，也特指单一屈服状态的屈服点性能（ζs）。因为新标准已将旧标准中的屈服点性能ζs归入为下屈服强度ReL（见标准中的图2d）。所以，新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能（ζs）相对应的性能定义。也就是说新标
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1.0 本文件规定了常温下金属材料拉伸试验标准试样的类型，形状及其尺寸测量。 2.0范围 适用于本公司常温下金属材料的拉伸试验所需的比例试样制备。 3.0规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 3.1GB/T 2975钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备 3.2GB/T 8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 3.3GB/T 10623金属材料力学性能试验术语 4.0术语和定义 4.1试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试样的材料或部分材料。 4.2标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 4.3原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 4.4断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 4.5平行长度parallel length 试样两头部或加持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。 4.6断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量（S0-S u）与原始横截面积（S0）之比的百分率。 S o-S u Z0=S- S-X100% S0 5.0符号和说明 与试样相关的符号及说明如下:
金属材料-拉伸试验-标准试样类型及尺寸
金属材料拉伸试验标准试样类型及尺寸
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1.0 目的 本文件规定了常温下金属材料拉伸试验标准试样的类型，形状及其尺寸测量。 2.0 范围 适用于本公司常温下金属材料的拉伸试验所需的比例试样制备。 3.0 规范性应用文件
下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 3.1 GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置和试样制备 3.2 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 3.3 GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语 4.0 术语和定义 4.1 试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试样的材料或部分材料。 4.2 标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 4.3 原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 4.4 断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 4.5 平行长度parallel length 试样两头部或加持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。 4.6 断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量（S 0-S u ）与原始横截面积（S 0）之比的百分率。 U S -S =100%Z X S 5.0 符号和说明 与试样相关的符号及说明如下：
金属材料拉伸试验的标准试验方法 1范围 1.1 本方法适用于室温下任何形状的金属材料的拉伸试验。特别是对于屈服强度、屈服点延伸率、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定。 1.2 对于圆形试样，标距长度等于直径的4倍【E8】或5倍【E8M】（对于E8和E8M，试样的标距长度是两个标准的最大区别，其他技术内容是一致的）。用粉末冶金（P/M）材料制成的试样无此要求，以保持工业要求的材料的压力至规定的设计面积和密度。 1.3 除本方法规定外，可对特殊材料制定单独的技术规范及试验方法，例如：试验方法和定义A370，试验方法B557，B557M。 1.4 除非另有规定，室温应定为10—38℃。 1.5 国际单位(SI)和英制单位相互独立，两个单位体系的数值并不完全相等，因此，它们应该独立使用。两个单位体系结合使用得到的数值与标准不符合。 1.6 本标准并不涉及所有安全的问题，如果有，也是与它的用途有关。在使用本标准前制定适当的安全和健康规范，确定使用的规章制度是本标准使用者的责任。 2参考文件 2.1 ASTM标准： A 356/A 356M 铸钢、碳素钢、低合金钢、不锈钢、蒸汽锅炉钢的产品规范 A370 钢产品力学性能试验方法及定义 B557 锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法 B557M锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法(公制) E4 试验机的力学校验方法 E6 力学性能试验方法相关术语
E29 用标准方法确定性能所得试验数据的有效位数的推荐方法 E83 引伸计的的校验及分级方法 E345 金属箔拉伸试验的测试方法 E691 实验室之间探讨确定试验方法精确度的实施指南 E1012 拉伸载荷下试样对中方法的确定 E1856 试验机计算机数据分析处理系统的使用指导 3 术语 3.1 定义——在E6中出现的有关拉伸测试的名词术语均可以用在该拉伸试验方法中。另外需补充以下术语： 3.1.1 不连续屈服——轴向试验中，由于局部屈服，在塑性变形开始的地方观察到力的停滞或起伏（应力-应变曲线不一定出现不连续）。 3.1.2 断后延伸率——由于断裂，使得施加的力突然降低，在此之前测得的延伸率。很多材料并不出现力突然降低的情况，这时断后延伸率通过测量力减小到最大力的10%时的应变值获得。 3.1.3 下屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，不考虑瞬时效应的情况，不连续屈服过程中记录的最小应力。 3.1.4 均匀延伸率（EL U[%]）——在试样出现缩颈、断裂或者二者都出现之前，所承受最大力时材料的延伸率为均匀延伸率。 3.1. 4.1 说明：均匀伸长率包括弹性延伸率和塑性延伸率。 3.1.5 上屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，伴随不连续屈服首此出现的应力最大值（首次出现零斜率时的应力）； 3.1.6 屈服点延伸率（YPE）——轴向试验中，不连续屈服过程中上屈服点（应力斜率为0时的转换/临界点）所对应得应变与均匀应变硬化转折点之间的应变差（用百分比表示）。若均匀应变硬化转折点超出应变范围，则YPE的终点是(a)(b)两条直线与横轴的交点： (a)应力—应变曲线的不连续屈服段，通过最后一个零斜率点的水平正切线； (b)应力—应变曲线的均匀应变硬化段的正切线。 若在屈服的地方或附近没有出现斜率为零的点，则材料的的屈服点延伸率为0%。
金属材料的压缩实验 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
金属材料压缩实验 一、预习要求 1、电子万能材料试验机在实验前需进行哪些调整如何操作 2、简述测定低碳钢弹性模量E 的方法和步骤。 3、实验时如何观察低碳钢压缩时的屈服极限 三、材料压缩时的力学性能测定 （一）实验目的 1、测定低碳钢压缩时的屈服极限σs 和铸铁压缩时的强度极限σb 。 2、观察比较两种材料压缩破坏现象。 （二）实验仪器及试样 1、万能材料试验机。 2、游标卡尺。 3、压缩试样。压缩试样通常为圆柱形，也分短、长两种（图4a 和b ）。短试样用于测定材料抗压强度，通常规定310 ≤≤ d h ；长试样多用于测定钢、铜等材料的弹性 常数E 、μ等。 （三）实验原理 （四）实验步骤及数据处理 1、测量试样尺寸 测定试样的初始高度和直径，并记录到表3中。测定直径时，需在试样中部量取 互相垂直的两个方向的数据取平均值。 2、调整试验机 选择合适的摆锤和示力度盘，自动绘图装置上安装好纸和笔，开动油泵电机。 3、低碳钢压缩实验 安放试样到万能材料试验机活动平台上，注意应放在正中央。开动试验机送油阀，先使活动平台快速提升，当试样与上承压板将要接触时，应减少供油量，放缓提升速度以免压缩过程过快使测试失败。当外载荷加上后观察示力指针，当示力指针停顿并有回摆时说明进入屈服阶段，记录下指针回摆的最低点读数，此值即为对应于屈服极限的载荷值P s 。当示力指针继续上升时，此时进入强化阶段，试样出现明显的变形。变形到一定程度后关闭送油阀打开回油阀卸去载荷，观察试样变形情况。 4、铸铁的压缩实验 准备工作与低碳钢压缩相同。安装好试样后打开送油阀对试样进行压缩直到压断后卸去载荷，通过示力盘上从动指针位置读出最大载荷，此值即为对应于强度极限的载荷值P b 。 5、数据处理 根据测定的试样尺寸计算出试样的横截面积，得： 低碳钢的屈服极限 A P s s = σ 图4 压缩试样
金属材料－拉伸试验-标准试样类型及尺寸
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金属材料拉伸试验标准试样类型及尺寸 编制: 审核： 批准： 生效日期：
受控标识处: 分发号： 发布日期:20１6年9月27日实施日期：２016年9月27日 制／修订记录 序号更改原因更改内容简述更改日期版本号备注1 新增程序2016-９-２7 A.0
1．0 目的 本文件规定了常温下金属材料拉伸试验标准试样的类型,形状及其尺寸测量。 2.０ 范围 适用于本公司常温下金属材料的拉伸试验所需的比例试样制备。 3.0 规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件,其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。 3.1 G Ｂ/T 29７5 钢及钢产品 力学性能试验取样位置和试样制备 3.2 ＧB ／T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 ３．3 GB/T 1０６2３ 金属材料 力学性能试验术语 4.0 术语和定义 4.1 试件/试样test p ｉec ｅ/s ｐｅｃｉme ｎ 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试样的材料或部分材料。 ４．2 标距g ａｕｇe leng ｔｈ 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 ４.3 原始标距ori ｇin ａl ｇau ｇe length 在施加试验力之前的标距长度。 4.4 断后标距final gau ｇe ｌen ｇth a ｆｔｅr f ｒａcture 试样断裂后的标距长度。 ４.5 平行长度parall ｅl l ｅｎg ｔh 试样两头部或加持部分（不带头试样)之间平行部分的长度。 4.6 断面收缩率per ｃe ｎtage redu ｃtio ｎ of a ｒea 断裂后试样横截面积的最大缩减量(S 0-S ｕ)与原始横截面积（Ｓ0)之比的百分率。 0U 00 S -S = 100%Z X S 5.0 符号和说明
实验三 金属材料的压缩实验 一、实验目的 1．测定低碳钢（Q235 钢）的压缩屈服点sc σ和铸铁的抗压强度bc σ。 2．观察、分析、比较两种材料在压缩过程中的各种现象。 二、设备和仪器 1．WES-600S 型电液式万能试验机。 2．游标卡尺。 三、试样 采用1525??（名义尺寸）的圆柱形试样。 四、实验原理 低碳钢（Q235 钢）试样压缩图如图3-1b 所示。试样开始变形时，服从胡克定律，呈直线上升，此后变形增长很快，材料屈服。此时载荷暂时保持恒定或稍有减小，这暂时的恒定值或减小的最小值即为压缩屈服载荷F SC 。有时屈服阶段出现多个波峰波谷，则取第一个波谷之后的最低载荷为压缩屈服载荷F SC 。尔后图形呈曲线上升，随着塑性变形的增长，试样横截面相应增大，增大了的截面又能承受更大的载荷。试样愈压愈扁，甚至可以压成薄饼形状（如图3-1a 所示）而不破裂，因此测不出抗压强度。 铸铁试样压缩图如图3-2a 所示。载荷达最大值F bc 后稍有下降，然后破裂，能听到沉闷的破裂声。 铸铁试样破裂后呈鼓形，破裂面与轴线大约成45o ，这主要是由切应力造成的。 图3-1 低碳钢试样压缩图 图3-2 铸铁试样压缩图 五、实验步骤 1．测量试样尺寸 用游标卡尺在试样高度重点处两个相互垂直的方向上测量直径，取其平均值，记录数据。
2．开机 打开试验机及计算机系统电源。 3．实验参数设置 按实验要术，通过试验机操作软件设量试样尺寸等实验参数。 4．测试 通过试验机操作软件控制横梁移动对试样进行加载，开始实验。实验过程中注意曲线及数字显示窗口的变化。实验结束后，应及时记求并保存实验数据。 5．实验数据分析及输出 根据实验要求，对实验数据进行分析，通过打印机输出实验结果及曲线。 6．断后试样观察及测量 取下试样，注意观察试样的断口。根据实验要求测量试样的延伸率及断面收缩率 7．关机 关闭试验机和计算机系统电源。清理实验现场．将相关仪器还原。 六、实验结果处理 1. 参考表3-1记录实验原始数据。 表3-1 实验原始数据记录参考表 2. 实验数据处理 据低碳钢（Q235 钢）压缩实验所得到的屈服载荷sc F 计算低碳钢的压缩屈服点sc σ： sc sc 0 F A σ= （3-1） 据铸铁压缩实验所得到的最大载荷bc F 计算铸铁的抗压强度bc σ： bc bc 0 F A σ= （3-2） 七、实验报告要求 包括实验目的，设备名称、型号，实验原始数据记录（列表表示）与实验数据处理，试样破坏形状示意图，分析讨论。
金属材料室温拉伸试验方法 GB/T 228-2002 金属材料室温拉伸试验方法 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T228-2002 eqv ISO 6892:1998 金属材料室温拉伸试验方法 Metallic materials——Tensile testing at ambient temperature 发布 GB/T228-2002 目次 前言Ⅲ ISO前言Ⅳ 1 范围1 2 引用标准1 3 原理1 4 定义1 5 符号和说明5 6 试样6 7 原始横截面积（So）的测定7 8 原始标距（Lo）标记7 9 试验设备的准确度7 10 试验要求8 11 断后伸长率（A）和断裂总伸长率（At）的测定8 12 最大力总伸长率（Agt）和最大力非比例伸长率（Ag）的测定9 13 屈服点延伸率（Ae）的测定9 14 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReL）的测定10 15 规定非比例延伸强度（Rp）的测定10 16 规定总延伸强度（Rt）的测定11 17 规定残余延伸强度（Rr）的验证方法11 18 抗拉强度（Rm）的测定11 19 断面收缩率（Z）的测定12 20 性能测定结果数值的修约14 21 性能测定结果的准确度14
22 试验结果处理15 23 试验报告15 附录A（标准的附录）厚度0.1mm～＜3 mm薄板和薄带使用的试样类型16 附录B(标准的附录)厚度等于或大于3mm板材和扁材以及直径或厚度等于或大于 4mm线材、棒材和型材使用的试样型17 附录C（标准的附表录）直径或厚度小于4mm线材、棒材和型材使作的试 样类型20 附录D（标准的附录）管材使用的试样类型21 附录E（提示的附录）断后伸长率规定值低于5%的测定方法24 附录F（提示的附录）移位方法测定断后伸长率24 附录G（提示的附录）人工方法测定棒材、线材和条材等长产品的最大力总伸长率25 附录H（提示的附录）逐步逼近方法测定规定非比例延伸强度（Rp）26 附录I（提示的附录）卸力方法测定规定残余延伸强度（Rr0。2）举例27 附录J（提示的附录）误差累积方法估计拉伸试验的测量不确定度28 附录K（提示的附录）拉伸试验的精密度—根据实验室间试验方案的结果31 附录L（提示的附录）新旧标准性能名称和符号对照34 GB/T228-2002 前言 本标准有效采用国际标准ISO 6892：1998《金属材料室温拉伸试验》。在主要技术内容上与ISO6892：1998相同，但部分技术内容较为详细和具体，编写结构不完全对应。补充性能测定结果数值的修约要求和试验结果处理。增加试样类型。删去附录F（提示的附录）计算矩形横截面试样原始标距用计算图尺；删去附录L（提示的附录）参考文献目录。增加附录H（提示的附录）逐步逼近方法测定规定非比例延伸强度（RP）；增加附录L（提示的附录）新旧标准性能名称和符号对照。 本标准合作并修订原国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》。对原标准在以下方面的技术内容进行了较大修改和补充： ——引用标准； ——定义和符号； ——试样； ——试验要求； ——性能测定方法； ——性能测定结果数值修约； ——性能测定结果准确度阐述。 自本标准实施之日起，代替GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》。 本标准的附录A∽D都是标准的附录。 本标准的附录E∽L都是提示的附录。 本标准由原国家冶金工业局提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会归口。
机械学基础实验 指导书 力学实验中心 金属材料的拉伸与压缩实验 1.1 金属材料的拉伸实验 拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。任何一种材料受力后都要产生变形，变形到一定程度就可能发生断裂破坏。材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中，不仅有一定的变形能力，而且对变形和断裂有一定的抵抗能力，这些能力称为材料的力学机械性能。通过拉伸实验，可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。例如：弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。除此而外，通过拉伸实验的结果，往往还可以大致判定某种其它机械性能，如硬度等。 我们以两种材料——低碳钢，铸铁做拉伸试验，以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。 这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图，及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。 试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响，就是同一材料由于试件的计算长度不同，其延伸率变动的范围就很大。例如： 对45#钢：当L 0＝10d 0时（L 0为试件计算长度，d 0为直径），延伸率A 10＝24~29%，当L 0＝5d 0时，A 5＝23~25%。 为了能够准确的比较材料的性质，对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。按国标GB/T228-2002、GB/P7314-2005的要求，拉伸试件一般采用下面两种形式： 图1-1 1. 10倍试件； 圆形截面时，L 0＝10d 0 矩形截面时，L 0＝11.30S 2. 5倍试件 圆形截面时，L 0＝5d 矩形截面时, L 0＝5.650S = 045 S d 0——试验前试件计算部分的直径；
金属材料压缩实验 一、预习要求 1、电子万能材料试验机在实验前需进行哪些调整？如何操作? 2、简述测定低碳钢弹性模量E的方法和步骤。 3、实验时如何观察低碳钢压缩时的屈服极限？ 三、材料压缩时的力学性能测定 （一）实验目的 1、测定低碳钢压缩时的屈服极限os和铸铁压缩时的强度极限Ob。 2、观察比较两种材料压缩破坏现象。 （二）实验仪器及试样 1、万能材料试验机。 2、游标卡尺。 3、压缩试样。压缩试样通常为圆柱形，也分短、长两种 （图4a和b）。短试样用于测定材料抗压强度, 通常规定1乞加 _3 ;长试样多用于测定钢、铜等材 d o 料的弹性常数E、卩等。 图4压缩试样 （三）实验原理 1x低碳钢压缩试验 低碳钢在压缩时的F■川曲线见图1-1。在屈服之前，曲线与拉忡时相同. 在屈服之后的曲线，就与拉伸不同了。在弹性范由内，加裁速率应控制在1?10M^a/s.在 明显與性变Jg范围内.加載的应变速率应控制在（100-500） X 10-6/s之间.材料受压 屈眼时，变形继续增大，载荷保持不变或者岀现波动，如图所示。从图中读出压缩屈服荷载P Q然后计算压缩屈服点。 % =瓷<1-1> 耳试件轴线成45°斜截而卜的剪阖力是便材料发生滑移.即屈服的原因a 由林料力学知道”无论试件截面上的正应力是拉应力还是压应力*只要大小相同，则在45°斜 載面上产生的剪应力大小都是相同的，因此％与q应是相等或相近的* 屈服过后，试件变短，横橡面积变大，F-小曲线继续上升，宜至试件被压威饼状。因此低碳钢压缩试验不能测岀其强度极限. 2.错铁压编试验 铸扶压縮时的P-AI曲线呈非线性,见图1-2. 脆性材料受压试件的破坏是个复朵的外部施力、内部损伤破坏的力学过程。国内外都在研讨、争论这节问题。试件端部的受力状态与试件的破坏形式冇首密切关 系°不加任何垫片时.铸铁试件沿着与轴线成45。-55。方向破坏.破坏时斜面卜的剪 应力■同样的材料在剪切试验中所测得的剪切破坏极限％相当接近。试件两端面加垫薄片（三合板〉时”其受压破坏形式和前者冇较大差舁口 抗压强度按下式计算’ (1-2)
金属室温拉伸力学性能的测定 主讲教师：
一、实验目的 1．掌握金属材料屈服强度σs 、抗拉强度σb 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ的测 试方法。 2．了解用引伸仪测定金属材料弹性模量E的方法。
二、实验原理 拉伸实验是用拉力拉伸试样，一般拉至断裂，以测定材料的一项或几项力学性能。常温下的拉伸实验是测定材料力学性能的基本实验，可用以测定弹性常数E 和泊松比μ，屈服强度σs （上屈服强度或下屈服强度），规定非比例延伸强度，如σp0.2，抗拉强度σb ，断后伸长率δ和断面收缩率ψ等，这些力学性能指标都是工程设计的重要依据。
二、实验原理 1. 弹性模量E 的测定 弹性模量是应力低于比例极限时应力与应变的比值，即1 0Fl E A l σε==?
为检查载荷与变形的关系是否符合虎克定律，减少测量误差，试验一般用等增量法加载，即把载荷分成若干相等的加载等级ΔF （图1(a)），然后逐级加载。为保证应力不超出比例极限，加载前先估算出试样的屈服载荷，以屈服载荷的70%-80%作为测定弹性模量的最高载荷F n 。此外，为使试验机夹紧试样，消除引伸仪和试验机机构的间隙，以及开始阶段引伸仪刀刃在试样上的可能滑动，对试样应施加一个初始载荷F 0，F 0可取为屈服载荷的10%，从F 0到F n 将载荷分成n 级，且n 不小于5，于是 (n ≥5) 0n F F F n -?=
例如低碳钢的下屈服强度σs =300MPa ，试样直径d =10mm ，则 实验时，从F 0到F n 逐级加载，载荷的每级增量ΔF 。对应着每个载荷F i (i =1，2，…，n )，记录下相应的伸长Δl i ，Δl i +1与Δl i 的差值即为变形增δ(Δl )i ，它是ΔF 引起的伸长增量。在逐级加载中，若得到的各级δ(Δl )i 基本相等，就表明Δl 与F 成线性关系，符合虎克定律。完成一次加载过程，将得到F i 和Δl i 的一组数据，按线性拟合法求得： 2180%188504 n s F d N N πσ=??=2110%23564n s F d N N πσ=??=(取为18KN 或19KN)(取为3KN 或4KN)
实验二金属材料（低碳钢和铸铁）的压缩实验 一、实验目的 （1）比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。 （2）测定低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。 （3）比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。 二、验仪器和设备 （1）万能材料试验机。 （2）游标卡尺。 三、试件介绍 根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3：2，铸铁压缩试件的高度和直径的比例为2：1。试件均为圆柱体。 四、实验原理及方法 压缩实验是研究材料性能常用的实验方法。对铸铁、铸造合金、建筑材料等脆性材料尤为合适。通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式，并与拉伸实验进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响，从而对材料的机械性能有比较全面的认识。 压缩试验在压力试验机上进行。当试件受压时，其上下两端面与试验机支撑之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。摩擦力的存在会
影响试件的抗压能力甚至破坏形式。为了尽量减少摩擦力的影响，实验时试件两端必须保证平行，并与轴线垂直，使试件受轴向压力。另外。端面加工应有较高的光洁度。 低碳钢压缩时也会发生屈服，但并不象拉伸那样有明显的屈服阶段。因此，在测定Ps 时要特别注意观察。在缓慢均匀加载下，测力指针等速转动，当材料发生屈服时，测力指针转动将减慢，甚至倒退。这时对应的载荷即为屈服载荷Ps。屈服之后加载到试件产生明显变形即停止加载。这是因为低碳钢受压时变形较大而不破裂，因此愈压愈扁。横截面增 ,因此也得不到强度极大时，其实际应力不随外载荷增加而增加，故不可能得到最大载荷P b ，所以在实验中是以变形来控制加载的。 限 b 前出现较明显的变形然后破裂，此时试验机测力铸铁试件压缩时，在达到最大载荷P b 指针迅速倒退，从动针读取最大载荷P 值，铸铁试件最后略呈故形，断裂面与试件轴线大 b 约呈450。 图2—2 低碳钢压缩图铸铁压缩图 五、实验步骤 （1）试验机准备。根据估算的最大载荷，选择合适的示力度盘（量程）按相应的操作规程进行操作。 （2）测量试件的直径和高度。测量试件两端及中部三处的截面直径，取三处中最小一处的平均直径计算横截面面积。 （3）将试件放在试验机活动台球形支撑板中心处。 （4）开动试验机，使活动台上升，对试件进行缓慢均匀加载，加载速度为0.5mm/min。对于低碳钢，要及时记录其屈服载荷，超过屈服载荷后，继续加载，将试件压成鼓形即可停
金属材料室温拉伸试验结果影响因素分析 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
金属材料室温拉伸试验结果影响因素分析本文分析了影响金属材料室温拉伸试验结果的主要因素，并提出了如何降低检测过程当中存在的影响因素，从而进一步提高检测结果的准确性。 力学性能是金属材料的重要性能指标，金属材料室温拉伸试验是获取力学性能指标最常用、最基本的手段，广泛应用于棒、板、带、管、型和丝材等冶金产品的检验及质量评估。影响金属材料室温拉伸试验结果的因素主要有以下几个方面： 试样制作的影响 在切取样坯时应预防受热、变形以及加工硬化等特点从而影响到力学性能。在机加工试样时，可以通过把受热或者冷加工的硬化部分去除掉，从而避免影响要测定的性能。把样坯机加工为试样，主要是通过车、铣、刨、磨等几个步骤加工而成的。试样的表面粗糙度对屈服点也有影响，尤其对塑性较差的金属材料，有使屈服点降低的趋势。 测试仪器和设备的影响
对于尺寸测量的仪器以及量具在进行测量时，其准确度必须要达到测量的要求标准。尺寸测量主要是对原始的横截面尺寸以及对断后的横截面尺寸、原始标距和断后标距等，而分辨力也是对其影响是否准确的重要条件之一，所以，应用的量具和仪器必须要根据国家标准的计量检测部门通过后方使用。 拉伸试验设备主要包括试验机和引伸计。试验机是对试样施加变形力并测定所施加力的系统，引伸计是测定延伸（或位移）的系统，它们的准确度直接影响试验的结果。因此，试验机和引伸计必须经检定合格，且在有效期内才可使用。试验机的加载同轴度对试验结果也会产生影响，加载同轴度是指试验机两夹头轴线与试样轴线不重合的程度，如果夹力轴线与试样轴线有偏离，会使试样承受附加的弯曲应力，而影响拉伸曲线弹性直线段的线性，在弹性直线段出现非线性弯曲，使具有明显屈服状态的材料变得不明显，影响拉伸性能的测定。 夹具及试样装夹的影响 在一般情况下，我们会通过夹持的方法对试样进行拉伸试验。如果夹具与试样形状不匹配或夹具的表面外型花纹形状不适宜，会造成夹具和试样间不能形成足够的夹持面积，静摩擦力不够，导致拉伸过程中夹具和试样产生相对滑动，从而影响拉伸结果。此外，如果夹持倾斜，倾斜试样受拉伸力时会导致力的分解，影响试验结果。
金属材料压缩实验一、实验目的 1．测定低碳钢压缩时的下屈服强度R（或屈服极限σ）；seL；）R（或抗压强度极限σ2．测定铸铁压缩时的抗压强度bm 3．观察并比较低碳钢和铸铁在压缩时的缩短变形和破坏现象。二、预习思考要点1．用短圆柱状低碳钢和铸铁试样做压缩实验时，怎样才能做到使其轴向（心）受压？放置压缩试样的支承垫板底部为什么制作成球形？ 2．圆柱状低碳钢试样被压缩成饼状而不破碎，而圆柱状铸铁试样被压破裂面常发生在与轴线大致成45°～55°方向上，二者的变形特征与破坏形式为什么不同？ 三、实验仪器和设备 1．万能材料试验机；2．游标卡尺。 四、实验试样对于低碳钢和铸铁类金属材料，按照GB 7314—1987《金属压缩试验方法》的规定，金属材料的压缩试样多采用圆柱体如图1-9所示。试样的长度L一般为直径d的2.5～3.5倍，其直径d = 10mm～20mm。也可采用正方形柱体试样如图1-10所示。要求试样端面应尽量光滑，以减小摩阻力对横向变形的影响。 正方形柱体试样1-10 圆柱体试样1-9 图图 五、实验原理 Ⅰ低碳钢：以低碳钢为代表的塑性材料，轴向压缩时会产生很大的横向变形，但由于试样两端面与试验机支承垫板间存在摩擦力，约束了这种横向变形，故试样出现显著的鼓胀效应如图1-11所示。为了减小鼓胀效应的影响，通常的做法是除了将试样端面制作得光滑以外，还可在端面涂上润滑剂以利最大限度地减小摩擦力。低碳钢试样的压缩曲线如图1-12所示，由于试样越压越扁，则横截面面积不断增大，试样抗压能力也随之提高，故曲线是持续上升为很陡的曲线。从压缩曲线上可看出，塑性材料受压时在弹性阶段的比例极限、弹性模量和屈服阶段的屈服点（下屈服强度）同拉伸时是相同的。但压缩试验过程中到达屈服阶段时不像拉伸试验时那样明显，因此要认真仔细观察才能确定屈服荷载F，从而得到
金属材料室温拉伸试验方法注意事项 1.引言 国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》已于2002年颁布实施。这一新国家标准是合并修订国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》三个标准为一个标准，它等效采用了国际标准ISO6892：1998《金属材料室温拉伸试验》，也是GB/T228第三次修订。GB/T228-2002包括的技术内容和要求与原三个标准有较大的不同，尤其在性能名称和符号、抗拉强度定义、试验速率、性能结果数值的修约方面变动较大。而且，新标准中增加了引用标准和关于试验方法准确度方面阐述的内容。为了更好地贯彻实施GB/T228-2002，将该标准的要点和实施中需注意之点说明如下。 2.GB/T228-2002标准的适用范围 标准适用于金属材料（包括黑色和有色金属材料，但不包括金属构件和零件）室温拉伸性能的测定，试样或产品的横截面尺寸≮0.1mm。对于小横截面尺寸的金属产品，例如金属箔、超细丝和毛细管等的拉伸试验需要双方协议。其原因在于：①横截面小的产品，按照标准中建议的量具分辨力要求不能满足附录A和附录C规定横截面测定准确度在±1%和±2%以内的要求。②试样标距采用常规的划细线、打小冲点等方法进行标记不可行。③常用的引伸计不适用于此类型产品试样的试验。试样的夹持方法需要特殊夹头等。3.室温的温度范围 标准中规定室温的温度范围为10-35℃，超出这一范围不属于室温。对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而采用更严格的温度范围试验时，应采用23±5℃的控制温度。上述10-35℃的温度范围实质是指容许的试样温度范围，只要试样的温度是在这规定的室温范围内便符合标准要求。 4.标准中的引用标准 标准中的第二章引用了6个国家标准，即： GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备（eqv ISO377：1997） GB/T8170-1987数值修约规则 GB/T12160-2002单轴试验用引伸计的标定（idt ISO9513：1999） GB/T16825-1997拉力试验机的实验（idt ISO7500—1：1986） GB/T17600.1—1998钢的伸长率换算第1部分：碳素钢和低合金钢（eqv ISO2566—1：1984） GB/T17600.2—1998钢的伸长率换算第2部分：奥氏体钢（eqv ISO2566—2：1984） 标准中通过注日期引用的这6个国家标准是构成GB/T228—2002标准本身不可缺少的部分，应遵照被引用的6个标准中的相关规定和要求，其中被引用的5个标准分别等同和等效相应的国际标准。目前，GB/T8170—1987《数值修约规则》还没有相对应的国际标准。 5.性能和术语定义 5．1性能定义 为了与国际接轨，性能的定义按照国际标准的规定。与原GB/T228—1987相比较，屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异，其他性能的定义无实质性差异。 新标准将抗拉强度定义为相应最大力（Fm）的应力，而最大力（Fm）定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力；对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。按照这一定义，如图1所示的拉伸曲线，最大力应为曲线上的B点，而不是旧标准中的取其A点的力（上屈服力）计算抗拉强度。新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同，前者是泛指上、下屈服强度性能；而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能，也特指单一屈服状态的屈服点性能（ζs）。因为新标准已将旧标准中的屈服点性能ζs归入为下屈服强度ReL（见标准中的图2d）。所以，新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能（ζs）相对应的性能定义。也就是说新标准定义的下屈服强度ReL包含了ζs和ζsL两种性能。5．2术语
金属材料拉伸试验标准试 样类型及尺寸 The pony was revised in January 2021
金属材料拉伸试验标准试样类型及尺寸 编制： 审核： 批准：
生效日期： 受控标识处： 分发号： 发布日期：2016年9月27日实施日期：2016年9月27日 制/修订记录
目的 本文件规定了常温下金属材料拉伸试验标准试样的类型，形状及其尺寸测量。 范围 适用于本公司常温下金属材料的拉伸试验所需的比例试样制备。 规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 10623 金属材料力学性能试验术语 术语和定义 试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试样的材料或部分材料。
标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 平行长度parallel length 试样两头部或加持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。 断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量（S 0-S u ）与原始横截面积（S 0）之比的百分率。 0U 00 S -S = 100%Z X S 符号和说明 与试样相关的符号及说明如下： 表1 符合和说明
压缩实验 （一）实验目的 1．测定压缩时低碳钢的屈服极限σs 和铸铁的强度极限σb 。 2．观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。 铸铁试件压缩实验时，在达到最大载荷P b 前要出现较大的变形后才发生破裂，此时测力指针迅速倒退，由从动指针可读出最大载荷P b 值。铸铁试件最后表面出现与试样轴线大约成45°左右的倾斜裂纹，破坏主要是由剪应力引起的。 （二）实验设备及试件 1．WE-600液压式万能试验机或WDW-3300微机控制电子万能试验机 或W AW-3100微机控制电液伺服万能试验机 2．KL-150游标卡尺。 3．压缩试件 （三）实验原理及装置 低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形（图3-2.1） 图3-2.1 图3-2.2 当试件承受压缩时，其上下两端面与试验机支承垫之间产生很大的摩擦力（图3-2.2），这些摩擦力阻碍试件上部和下部的横向变形。若在试件两端面涂以润滑剂，就可以减小摩擦力，试件的抗压能力将会有所降低。当试件的高度相对增加时，摩擦力对试件中部的影响将有所减小，因此抗压能力与试件高度h 0和直径d 0的比值h 0/ d 0有关。例如这一比值愈大，铸铁的强度极限就愈小。由此可见，压缩试验是有条件的。在相同的实验条件下，才能对不同材料的压缩性能进行比较。金属材料压缩破坏实验所用的试件一般规定为3100 ≤≤d h 。 图3-2.3 图3-2.4 图3-2.5 为了尽量使试件承受轴向压力，试件两端面必须完全平行，并且与试件轴线保持垂直。
其端面还应制作得光滑，以减小摩擦力的影响。 试验机应附有球形承垫（图3-2.3），球形承垫位于试件上端或下端。当试件两端面稍有不平行时，球形承垫可以起调节作用，使压力通过试件轴线。 在万能试验机上实验时，利用自动绘图器、可以绘出低碳钢压缩图（图3-2.4）和铸铁压缩图（图3-2.5）。在低碳钢压缩图中，在开始出现变形增长较快的非线性小段时，表示到达了屈服载荷P s但是这时并不象拉伸那样有明显的屈服阶段。此后，压缩图形沿曲线继续上升，这是因为塑性变形迅速增长，试件横截面面积也随之增大，而增大的面积能承受更大的载荷。因此，在压缩实验中测定P s时要特别小心观察。在缓慢均匀加载下，测力指针等速转动，当材料发生屈服时，主动针将减慢，稍微回退或者停顿一下，这时对应的载荷即为屈服载荷P s，由于指针转动速度的减慢不十分明显，故常要借助绘图器上绘出的压缩图来判断P s到达的时刻。电子万能试验机上可以自动作出压缩图和屈服载荷P s、最大载荷P b。低碳钢试件最后可压成饼状而不破裂，所以无法求出最大载荷及其强度极限。 铸铁试件作压缩实验时，在达到最大载荷P b时测力指针迅速倒退，由从动指针可读出最大载荷P b值。铸铁试件最后表面出现与试件轴线大约成45°左右的倾斜裂纹，破坏主要是由剪应力引起的。 （四）实验步骤 低碳钢试件（在微机控制电子万能试验机上做） 1．试件准备 用游标卡尺测量试件中部的直径，相互垂直量两次取其平均值来计算截面面积A。 根据低碳钢的屈服极限σS乘以试件的面积A。，估算出屈服载荷的大小，定出多大载荷返回。 2．安装试件 将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验机球形承垫的中心处。 3．试验机准备及实验 （1）按住单片机上的F1的同时，用钥匙开机，待密码出现后松开F1键—返回。 （2）操纵遥控盒，使上压板与试件保留1毫米左右的间隙。 （3）打开电脑软件—确定—联机—清零。 （4）试样录入—右键—启动复制—按向下光标—保存—关闭—找出输进的编号。 （5）参数设置—下一步（返回速率定10）下一步—下一步（注意前面的选中项）下一步（负荷增量定10）—关闭—清零—试验开始。 （6）压缩过程中，把试验力-位移曲线找出来，待机器返回后，按停止键。 （7）数据管理—选中序号—单击右键—选曲线类型（试验力、位移）—分析—报表—页面设置—选单元项目—报表预览—打印设置—确定。 （8）脱机—关闭。把试件拿下，把屈服载荷P S填入表中。 （9）请教师检查实验记录，实验数据一律用表格形式。 4．结束工作 将试验机的一切机构复原。 清理试验现场，将借用的仪器归还原处 铸铁试件（在W AW-31000微机控制电液伺服万能试验机上做） 1．试件准备 用游标卡尺测量试件中部的直径，相互垂直量两次取其平均值来计算截面面积A。 2．安装试件 将试件两端面涂以润滑剂，然后准确地放在试验机球形承垫的中心处。 3．试验机准备及实验