低碳钢、铸铁拉伸与压缩实验报告

材料力学实验报告

班 级：机制B18-4

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学 号：*******

指导 老师：***

目录

金属材料的拉伸实验（电子） ....................................................................................................3

一．实验目的 ......................................................................................................................................... 3

二．仪器设备 ......................................................................................................................................... 3

三．试件 .................................................................................................................................................. 3

四．测试原理 ......................................................................................................................................... 3

1．低碳钢拉伸 .................................................................................................................................. 4

2．铸铁拉伸....................................................................................................................................... 5

五、实验步骤 ......................................................................................................................................... 6

1、低碳钢的拉伸 ............................................................................................................................. 6

2、铸铁的拉伸 .................................................................................................................................. 7

六、实验注意事项 ................................................................................................................................ 7

七、实验数据处理与分析 .................................................................................................................. 7

1、实验数据表格 ............................................................................................................................. 7

2、强度指标的计算： .................................................................................................................... 8

3、塑性指标： .................................................................................................................................. 8

八、思考题.............................................................................................................................................. 8

金属材料的压缩实验(电子) .................................................................................................................... 9

一、实验目的 ......................................................................................................................................... 9

二、仪器设备 ......................................................................................................................................... 9

三、试件制备 ......................................................................................................................................... 9

四、实验原理 ......................................................................................................................................... 9

五、实验步骤 ....................................................................................................................................... 10

六、实验注意事项 .............................................................................................................................. 10

七、实验数据处理与分析 ................................................................................................................ 11

八、实验报告 ....................................................................................................................................... 11

金属材料的拉伸实验（电子）

一．实验目的

1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σs，强度极限σb，延伸率δ和断面收缩率ψ。

2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σb。

3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的曲线特征。

4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。

5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。

二．仪器设备

1．微机控制电子万能材料试验机

2．游标卡尺（精度0.02mm）

三．试件

在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。国家标准规定比例试件应符合以下关系：L0=K 。对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。即直径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。本试验采用L0=10d0的比例试件。

四．测试原理

（图1）

图1为试验机绘出的碳钢拉伸P-ΔL曲线图，拉伸变形ΔL是整个试件的伸长，并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲线图最初一段是曲线，流动阶段上限B受变形速度和试件形式影响，下屈服点B则比较稳定，工程上均以B点对应的载荷作为材料屈服时的载荷PS.以试样的初始横截面积A0除PS,即得屈服极限:

σS=𝑃𝑆𝐴0

屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值Pb时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在Pb不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。以试样的初始横截面面积A0除Pb得强度极限为 σb=𝑃𝑏𝐴0

延伸率δ及断面收缩率φ的测定，试样的标距原长为L0拉断后将两段试样紧密地对接在一起，量出拉断后的标距长为L1，延伸率应为

δ=𝐿1−𝐿0𝐿0×100%

试样拉断后，设颈缩处的最小横截面面积为A1,由于断口不是规则的圆形，应在两个相互垂直的方向上量取最小截面的直径，以其平均值计算A1.然后按下式计算断面收缩率

Ψ=𝐴0−𝐴1𝐴0×100%

铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷PS而突然发生断裂。没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。

（图2）

（图3）

图2为低碳钢试件的压缩图，在弹性阶段和屈服阶段，它与拉伸时的形状基本上是一致的，而且PS也基本相同，所以说，低碳钢材料在压缩时的E和σS，都与拉伸时大致相同，低碳钢的塑性好，由于泊松效应，试件越压越粗,不会破坏，横向膨胀在试件两端受到试件与承垫之间巨大摩擦力的约束，试件被压成鼓形，进一步压缩，会压成圆饼状，低碳钢试件压不坏，所以没有强度极限。