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材料力学性能拉伸试验报告

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材料力学性能拉伸试验报告

材化08

李文迪

40860044 . . .

.. ..

[试验目的]

1. 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。

2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。

[试验材料]

通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法：

1.1 试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。

1.2 热处理状态及组织性能特点简述：

1.2.1 退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均匀的冷却称为退火。

特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。

1.2.2 正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为正火。

特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。

1.2.3 淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。

特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。

1.3 试样规格尺寸：采用R4试样。

参数如下：

标距 平行长度 截面原始直径 过渡弧直径 头部直径

50mm 60mm 10mm 8mm

20mm

1.4 公差要求

尺寸公差 形状公差

士0.07mm 士0.04mm

[试验原理] 1. 原理简介：材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，由试验可知弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。此时可记录下屈服强度ReL。当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。此阶段：强化后的材料就产生了残余应变，卸载后再重新加载，具有和原材料不同的性质，材料的强度提高了。但是断裂后的残余变形比原来降低了。这种常温下经塑性变形后，材料强度提高，塑性降低的现象称为冷作硬化。当荷载达到最大值Rm后，试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降,至到断裂。

[试验设备与仪器]

1.1 试验中需要测得：

（1） 连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线）

（2） 两个个直接测量量：试样标距的长度 Lo；直径 d。

1.2 试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精度为0.02mm。

1.3 检测工具：万能材料试验机 WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5级。

注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。

注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。

1.4 设备介绍：万能材料试验机 WDW-200D。

主要性能指标: 最大试验力：200kN

试验力准确度：优于示值的±1% （精密级为±0.5％）

力值测量围：最大试验力的0.4％～100％

变形测量准确度：在引伸计满量程的2％～100％围优于示值的±1% （精密级为±0.5％）

[试验步骤]

（1）用游标卡尺测量试样的初始直径d（在相互垂直的两个方向上测量后取平均值）。

（2）测量试样的标距的初始值Lo，并标识试样标距（划线）。

（3）装卡引伸计至试样的标距。

（4）将试样安装在试验机的上下头之间。

（5）由计算机控制。输入必要参数，完成程序调试。

（6）启动测试过程，由计算机记录载荷-伸长数据。 . . .

.. .. （7）在载荷达到最大值时（出现颈缩）取下引伸计。

（8）加载直至试样断裂，取下试样，继续测量。

（9） 用游标卡尺测量试样断后最小直径du和标距长度Lu 。

注意：

1. 用细墨线分别标记原始标距，标记应准确到士0.5mm。

2. 引伸计夹头分离速率尽量保持恒定，且速率保持在6 /min，保持直至拉断。

3. 断后测量时应尽可能对准断口，使试样保持完整。

4. 应测量颈缩最小处相互垂直的两个方向的直径取其平均值。

5. Lu的测量需要至少3组数据，用来计算误差是否在国标围。

[试验结果及讨论]

一． 原始数据

材料编号 实验前

标距

Lo（mm） 直径d （mm） 最小截面积So 上截面 中截面 下截面

（1） （2） 平均 （1） （2） 平均 （1） （2） 平均

1 50.10 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00

2 50.20 10.00 10.00 10.00 10.04 10.00 10.02 10.04 10.00 10.02

3 50.00 10.00 10.02 10.01 9.98 10.00 9.99 9.98 9.98 9.98

表1：试验前各项测量量

二． 试验后数据：

材料编号 试验后

断口处直径du （mm） 断后最小横截面积Su 第一次测量 第二次测量 平均值

1 5.86 5.88 5.87 2 5.42 5.40 5.41

3 5.30 5.30 5.30

表2：试验后断口处直径测量

材料编号 试验后

断后标距Lu （mm） 方差

S2 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组

1 68.74 68.52 68.70 68.68 68.56

2（注1）

3 69.64 69.80 69.64 0.006

表3：试验后断后标距测量

注1：断口处在端口，无法测得Lu。

编号 1 2 3

数据 力（N） 变形△L（mm） 力（N） 变形△L（mm） 力（N） 变形△L（mm）

33604 4.3667 44602 1.6029 30361 5.2909

33481 4.0137 43878 1.395 30059

4.128

33295 3.6485 42842 1.1805 29663 3.4789

33016 3.2682 41454 0.969 29354 3.1386

32610 2.8765 39653 0.7641 28953 2.8024

32044 2.4931 39092 0.7105 28440 2.4749

30297 1.781 37954 0.6135 27782 2.1567

28950 1.4408 36528 0.5079 26965 1.8509

27148 1.1137 34538 0.3828 24590 1.26

24705 0.7953 30999 0.2107 22920 0.9783

表4：均匀塑性变形阶段试样载荷与形变数据

序号 原始标距 规格 最大力非比例伸长率 最大试验力 抗拉强度

mm mm % kN MPa

1 50 ф10 21.91573 33.737 429.5518

. . .

.. ..

表5：试样1的应力应变曲线及测试数据

序号 原始标距 规格 最大力非比例伸长率 最大试验力 抗拉强度 规定非比例延伸强度

mm mm % kN MPa MPa

2 50 ф10 7.284526 45.182 575.2737 Rp0.2:

378.3168

表6：试样2的应力应变曲线及测试数据

序号 原始标距 规格 最大力非比例伸长率 最大试验力 抗拉强度 下屈服强度

mm mm % kN MPa MPa

3 50 ф9.98 23.28489 30.394 388.5402 227.0213

表7：试样3的应力应变曲线及测试数据

三． 数据处理 . . .

.. .. 1. 拉伸前试样初始横截面积：2014oSd

可以计算得

材料编号 实验前

直径d （mm） 最小截面积So 上截面 中截面 下截面

（1） （2） 平均 （1） （2） 平均 （1） （2） 平均

1 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 78.540

2

10.00 10.00 10.00 10.04 10.00 10.02 10.04 10.00 10.02

78.540

3 10.00 10.02 10.01 9.98 10.00 9.99 9.98 9.98 9.98 78.226

2. 断后颈缩处最小面积：214uuSd

材料编号 试验后

断口处直径du （mm） 断后最小横截面积Su 第一次测量 第二次测量 平均值

1 5.86 5.88 5.87 27.062

2 5.42 5.40 5.41 22.987

3 5.30 5.30 5.30 22.062

对断面收缩率的计算：

22100%1ouuooSSdZSd

得出试样断面收缩率：

试样1：65.54% 试样2：69.64%

试样3：71.91%

3. 断后标距测量的方差：221n1xxxxn1

材料编号 试验后

断后标距Lu （mm） 方差

S2（mm2） 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组

1 68.74 68.52 68.70

68.68 68.56 0.0054

2（注1）

3 69.64 69.80 69.64 0.0060

由于max0.18L小于0.25，根据国标可知 Lu可用，故求出不确定度UcLu：

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西安交通大学材料力学性能试验报告——电子拉力机橡胶拉伸试验

西安交通大学材料力学性能试验报告——电子拉力机橡胶拉伸试验

西安交通⼤学材料⼒学性能试验报告——电⼦拉⼒机橡胶拉伸试

验

西安交通⼤学实验报告

成绩

第页（共页）课程：⾼分⼦物理实验⽇期：年⽉⽇专业班号材料94 组别交报告⽇期：年⽉⽇姓名李尧学号09021089 报告退发：（订正、重做）同组者教师审批签字：

实验名称：电⼦拉⼒机测定聚合物的应⼒-应变曲线

⼀．实验⽬的1.掌握拉伸强度的测试原理和测试⽅法，掌握电⼦拉⼒机的使⽤⽅法及共⼯作原理；

2.了解橡胶在拉伸应⼒作⽤下的形变⾏为，测试橡胶的应⼒-应变曲线；

3.通过应⼒-应变曲线评价材料的⼒学性能（初始模量、拉伸强度、断裂伸长率）；

4.了解测试条件对测试结果的影响；

5.熟悉⾼分⼦材料拉伸性能测试标准条件。

⼆．实验原理

随着⾼分⼦材料的⼤量使⽤，⼈们迫切需要了解它的性能。⽽拉伸性能是⾼分⼦聚合物材料的⼀种基本的⼒学性能指标。

拉伸试验是⼒学性能中⼀种常⽤的测试⽅法，它是在规定的试验温度、湿度和拉伸速度下，试样上沿纵向施加拉伸载荷⾄断裂。在材料试验机上可以测定材料的屈服强度、断裂强度、拉伸强度、断裂伸长率。

影响⾼聚物实际强度的因素有：1）化学结构。链刚性增加的因素都有助于增加强度，极性基团过密或取代基过⼤，阻碍链段运动，不能实现强迫⾼弹形变，使材料变脆。

2）相对分⼦质量。在临界相对分⼦质量之前，相对分⼦质量增加，强度增加，越过后拉伸强度变化不⼤，冲击强度随相对分⼦质量增加⽽增加，没有临界值。3）⽀化和交联。交联可以有效增强分⼦链间的联系，使强度提⾼。分⼦链⽀化程度增加，分⼦间作⽤⼒⼩，拉伸强度降低，⽽冲击强度增加。4）应⼒集中。应⼒集中处会成为材料破坏的薄弱环节，断裂⾸先在此发⽣，严重降低材料的强度。

5）添加剂。增塑剂、填料。增强剂和增韧剂都可能改变材料的强度。增塑剂使⼤分⼦间作⽤⼒减少，降低了强度。⼜由于链段运动能⼒增强，材料的冲击强度增加。惰性填料只降低成本，强度也随之降低，⽽活性填料有增强作⽤。6）结晶和取向。结晶度增加，对提⾼拉伸强度、弯曲强度和弹性模量有好处。结晶尺⼨越⼩，强度越⾼。取向使材料的强度提⾼⼏倍甚⾄⼏⼗倍，此外，取向后可以阻碍裂缝向纵深⽅向发展。7）外⼒作⽤速度和温度。拉伸试验中提⾼拉伸速度和降低温度都会使强度降低。

拉伸试验实验报告

拉伸试验实验报告

拉伸试验实验报告

实验目的：了解和掌握拉伸试验的基本原理和方法，并研究不同材料在拉伸过程中的力学行为。

实验设备：拉伸试验机、标准试样、测力计、变形计、计算机等。

实验步骤：

1. 将标准试样夹在拉伸试验机的夹具上，确保试样夹紧并位于试验机的中心线位置。

2. 将测力计与试样上的载荷柱连接，使其垂直于试样表面。

3. 连接变形计，将其固定在试样上，并与计算机连接。

4. 设置试验机的拉伸速度和加载速率。

5. 启动试验机，开始拉伸试验。

6. 当试验机加载试样时，测力计会测量试样上的拉伸力，并将数据传输给计算机。同时，变形计会测量试样的变形，并将数据传输给计算机。

7. 根据试验机的拉伸速度和加载速率，计算机会实时记录试样的力学行为，如应力、应变、变形等数据。

8. 试验过程中，可以通过计算机监测试样的应力-应变曲线，并分析试样的力学性能。

实验结果：

根据实验数据，可以计算出试样的应力-应变曲线，并得到一些力学参数，如屈服强度、抗拉强度、延伸率等。同时，还可以观察试样在拉伸过程中的断裂形态，分析试样断口的特征，判断材料的韧性和脆性，以及可能存在的缺陷。

实验结论：

通过拉伸试验，可以获得材料在拉伸过程中的力学行为，如材料的强度、韧性、塑性等参数。根据实验结果，可以评估材料的适用性，并为材料的设计和应用提供参考。同时，拉伸试验也是评价材料力学性能的重要手段之一，对于材料研究和工程应用具有重要意义。

材料力学性能实验报告

材料力学性能实验报告

大连理工大学实验报告

学院（系）：材料科学与工程学院 专业：材料成型及控制工程 班级：材0701

姓 名： 学号： 组： ___

指导教师签字： 成绩：

实验一 金属拉伸实验

Metal Tensile Test

一、 实验目的 Experiment Objective

1、掌握金属拉伸性能指标屈服点σS，抗拉强度σb，延伸率δ和断面收缩率φ的测定方法。

2、掌握金属材料屈服强度σ0.2的测定方法。

3、了解碳钢拉伸曲线的含碳量与其强度、塑性间的关系。

4、简单了解万能实验拉伸机的构造及使用方法。

二、 实验概述 Experiment Summary

金属拉伸实验是检验金属材料力学性能普遍采用的极为重要的方法之一，是用来检测金属材料的强度和塑性指标的。此种方法就是将具有一定尺寸和形状的金属光滑试样夹持在拉力实验机上，温度、应力状态和加载速率确定的条件下，对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。通过拉伸实验可以解释金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形，塑性变形和断裂。在实验过程中，试样发生屈服和条件屈服时，以及试样所能承受的最大载荷除以试样的原始横截面积，求的该材料的屈服点σS，屈服强度σ0.2和强度极限σb。用试样断后的标距增长量及断处横截面积的缩减量，分别除以试样的原始标距长度，及试样的原始横截面积，求得该材料的延伸率δ和断面收缩率φ。

三、 实验用设备The Equipment of Experiment

拉力实验的主要设备为拉力实验机和测量试样尺寸用的游标卡尺，拉力实验机主要有机械式和液压式两种，该实验所用设备原东德WPM—30T液压式万能材料实验机。液压式万能实验机是最常用的一种实验机。它不仅能作拉伸试验，而且可进行压缩、剪切及弯曲实验。

钢拉伸实验报告总结

钢拉伸实验报告总结

钢拉伸实验报告总结

引言

钢是一种常见的金属材料，具有强度高、硬度好、耐磨性强等优点，在工业领域得到广泛应用。本次实验旨在通过钢拉伸实验，了解钢的拉伸性能，并对实验结果进行分析和总结。

实验目的

1.了解钢的拉伸过程，并观察其断裂形态；

2.掌握拉伸试验的操作方法和注意事项；

3.分析拉伸过程中的材料性能指标。

实验原理

拉伸试验是一种常见的材料力学性能测试方法，通过施加轴向拉力，使材料发生塑性变形，最终断裂，以了解材料的力学性能。具体实验步骤如下：

1. 准备试验样品，根据实验要求将钢材切割成一定尺寸的试样；

2. 将试样夹紧在拉伸试验机上，根据实验要求设置合适的拉伸速度；

3. 施加拉伸力，记录试样的变形和断裂过程；

4. 通过实验数据计算材料的拉伸强度、屈服强度、伸长率等指标。

实验结果与分析

本次实验使用了不同牌号的钢材作为试验样品，并设置了不同的拉伸速度。在试验过程中，我们观察到了以下现象和结果：

1. 钢的拉伸过程中，先经历弹性阶段，随着施加拉力的增大，试样开始发生塑性变形，即产生了明显的塑性变形。

2. 随着拉力的继续增大，试样持续拉伸，直到最终发生断裂。 3. 不同牌号的钢材在拉伸过程中表现出不同的性能特点。某些牌号的钢材表现出较高的拉伸强度和屈服强度，但伸长率较低。

通过对实验数据的分析，我们得到了以下结论：

1. 第一，拉伸速度会对钢的拉伸性能指标产生影响。当拉伸速度增加时，拉伸强度和屈服强度通常会增加，但伸长率会减小。

2. 第二，不同牌号的钢材具有不同的力学性能。强度较高的钢材可能会牺牲一定的伸长性能。

3. 第三，钢的断裂形态通常是脆性断裂，即试样会突然断裂而不产生明显的塑性变形。

实验总结

本次实验通过钢拉伸试验，对钢的拉伸性能进行了初步了解。通过分析实验结果，我们认识到了拉伸速度、钢材牌号等因素对钢的力学性能指标的影响。同时，我们也注意到了钢的断裂形态通常是脆性断裂。