材料拉伸实验-1资料

INTERNATIONALSTANDARD国际标准化组织6892-1第二版2016-07-01金属材料拉伸试验第1部分:室温测试方法matériaux métalliques-Essai de traction-Partie 1:mémethod d ' Essaiàtemperature Ambiente参考号:国际标准化组织6892-1:2016(英)ISO 2016版权保护文件国际标准化组织2016，瑞士出版保留所有权利。

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材料力学拉伸实验报告(1)材料力学拉伸实验报告一、实验目的研究材料在拉伸力的作用下的断裂性质和机械性能，了解材料的力学行为，检验材料的质量。

二、实验原理拉伸实验是用拉伸试验机将试样沿轴向逐渐拉伸，测量试样拉伸变形量和负荷之间的关系，得到在拉伸状态下材料的力学性质和变形破坏的特征，即应力-应变曲线。

应力-应变曲线是材料拉伸性致塑性行为、弹性行为和断裂行为的表现。

三、实验步骤1.选择平均直径为10mm、长度为50mm的试验铜棒，并通过光栅仪测量试验铜棒的横截面积。

2.将试验铜棒固定在拉伸试验机上，调整夹持架，使试验铜棒不能侧向移动，确定试样的初始长度L0。

3.开始拉伸试验，逐渐增加拉力，记录铜棒的拉伸长度L和拉力F，得到应力-应变曲线。

在试验过程中，每隔一定的时间将试样停止拉伸，记录拉力和长度，检测背景温度和湿度等相关因素。

4.持续拉伸到铜棒断裂，记录材料的极限断裂力和最大断裂拉伸率。

5.将数据记录到实验记录表中。

四、实验数据处理根据实验数据计算出拉伸试验的机械性能参数，如极限强度、屈服强度、断裂拉伸率等等。

1.极限强度：σmax = Fma x / S其中，Fmax为材料拉伸到断裂的最大力；S为试验铜棒的横截面积。

2.屈服强度：σs = Fs / S其中，Fs为材料开始塑性变形前的单位应力；S为试验铜棒的横截面积。

3.断裂拉伸率：A = （Lmax - L0）/ L0 × 100%其中，Lmax为材料拉伸到断裂时的长度；L0为材料载荷前的长度。

五、实验结果分析根据实验数据计算得到的拉伸试验机械性能参数可以反映出材料的力学行为。

在拉伸实验过程中，材料首先呈现弹性变形，后进入塑性变形阶段，这个过程体现在应力-应变曲线上就是曲线急速上升然后平缓变化，然后在拉伸到达一定程度后，材料会出现颈缩现象，最终断裂。

通过拉伸实验，我们可以得到应力-应变曲线，可以直观的看到材料的力学行为并计算出其力学性能参数。

第一部分基本实验实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的：1、测定低碳钢在拉伸时屈服极限σs 、强度极限σb、延伸率δ和截面收缩率Ψ。

2、观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、颈缩等现象）,及拉伸图（P-ΔL曲线）。

3、测定铸铁拉伸时的强度极限σb。

4、比较低碳钢与铸铁抗拉性能的特点，并进行断口分析。

二、实验设备：1、万能材料实验机2、游标卡尺三、试件：由于试件的形状和尺寸对实验结果有一定的影响。

为了便于互相比较应按统一规定加工成标准试件。

试件加工须按《金属拉伸实验试样》（GB6397-86）的有关要求进行。

本实验的试件采用国家标准（GB6397-86）所规定的圆棒试件，尺寸为d=10mm，标距长度L=100mm，见图1-1。

为测定低碳钢的断后延伸率δ，须用刻线机在试样标距范围内刻划圆周线，将标距L分为等长的10格。

图1-1 圆形拉伸试件四、实验原理和方法拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。

材料的力学性能如：屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率等均是由拉伸破坏实验确定的。

1、低碳钢（1）力-伸长曲线的绘制：通过实验机绘图装置可自动绘成以轴向力P为纵坐标、试件伸长量ΔL为横坐标的力-伸长曲线（P-ΔL图），如图1-2所示。

低碳钢的力-伸长曲线是一种典型的形式，整个拉伸变形分四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。

应当指出，绘图仪所绘出的拉伸变形ΔL是整个试件（不只是标距部分）的伸长，而且还包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动等。

试件开始受力时，头部夹头中的滑动很大，故绘出的拉伸图最初一般是曲线。

图1-2 低碳钢拉伸图（2）屈服极限的测定：随着荷载的增加，变形也与荷载呈正比增加，P-ΔL图上为一直线，此即直线弹性段。

过了直线弹性段，尚有一极小的非直线弹性段。

弹性阶段包括直线弹性段和非直线弹性段。

当荷载增加到一定程度，测力指针往回偏转，继而缓慢的来回摆动，相应地在P-ΔL图上画出一段锯齿形曲线，此段即屈服阶段。

实验一金属材料拉伸实验拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。

金属的力学性能可用强度极限σb、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ和冲击韧度αk五个指标来表示。

它是机械设计的主要依据。

在机械制造和建筑工程等许多领域，有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的抗拉强度，这就需要测定材料的性能指标是否符合要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料在各种使用条件下，确定其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。

一、实验目的1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率Ψ。

铸铁的σb 。

2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。

3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能，及断口形貌。

二、实验设备仪器及量具万能材料实验机，引伸仪，划线台，游标卡尺；小直尺。

三、试件金属材料拉伸实验常用圆形试件。

为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必须按国家标准GB228—76的规定制造成标准试件。

如因材料尺寸限制等特殊情况下不能做成标准试件时，应按规定做成比例试件。

图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。

对于板材可制成矩形截面。

园形试件标距L。

和直径之比，长试件为L0／d＝10，以δ10表示，短试件为L／d=5以δs表示。

矩形试件截面面积A0和标距L之间关系应为或试件两端为夹持部分，因夹具类形不同，圆形试件端部可做成圆柱形，阶梯形或螺纹形如图1。

四、实验原理1.由材料力学EAFl l =∆ 得到 lAFl E ∆=其中，l 是试样标距，F 是载荷，l ∆是变形量，A 是试样横截面积。

实验一：光滑静态拉伸试验金属材料的拉伸试验是人们应用最广泛的测定其力学性能的方法。

试验时取一定的标准试样，在温度、环境介质、加载速度均为确定条件下将载荷施加于试样两端，使试样在轴向拉应力作用下产生弹性变形、塑性变形、直至断裂。

通过测定载荷和试样尺寸变化可以求出材料的力学性能指标。

一、实验数据分析与处理附表光滑试样拉伸试验数据表1.1光滑钢1.1.1计算机数据图1—1 钢光滑拉伸试验应力~应变曲线图1—2 钢光滑拉伸试验均匀塑性变形阶段lgS~lge的线性拟合2010-4-5 15:43Linear Regression for A0709032_lgS:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 2.9417 0.00425B 0.2721 0.00386------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99321 0.00788 70 <0.0001经计算得：K=10A=102.9417=874.38MPan=B=0.27211.1.2坐标纸数据图1—3 钢光滑拉伸试验载荷~位移曲线图1—4 钢光滑拉伸试验应力~应变曲线图1—5 钢光滑拉伸试验均匀塑性变形阶段lgS~lge的线性拟合2010-4-6 20:24Linear Regression for Data1_lgs:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 3.19016 0.05524B 0.6578 0.06625------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.95726 0.02645 11 <0.0001经计算得：K=10A=103.19016=1549.39MPan=B=0.65781.2光滑铸铁1.2.1计算机数据图1—6 铸铁光滑拉伸试验应力~应变曲线1.2.2坐标纸数据图1—7 铸铁光滑拉伸试验载荷~位移曲线图1—8 光滑铸铁拉伸试验应力~应变曲线（注：对于光滑铸铁，没有“均匀塑性变形阶段”，所以不能得到K，n值。

实验一 金属材料的拉伸实验一、试验目的1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：下屈服强度sL σ（eL R ）和抗拉强度b σ（m R ）。

2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率δ（A ）和断面收缩率ψ（Z ）。

3．测定灰铸铁（HT250）的强度性能指标：抗拉强度b σ（m R ）。

4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。

5. 学习试验机的使用方法。

二、设备和仪器1．WEW-600B 型电液式万能试验机。

2．游标卡尺、钢板尺三、试样国标GB/T228-2002采用直径d 0=10mm （名义尺寸）的圆形截面长比例试样。

四、实验原理1）低碳钢（Q235 钢）的拉伸实验将试样安装在试验机的上下夹头中，连接试验机和微机的数据线，启动试验机对试样加载，微机自动绘制出载荷位移曲线。

观察试样的受力、变形直至破坏的全过程。

屈服阶段反映在F l -∆曲线图上为一水平波动线。

上屈服力su F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。

下屈服力sL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应（载荷第一次急剧下降）后波动最低点所对应的载荷。

最大力b F 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。

相应的强度指标由以下公式计算：图1-1 试样图1-2 低碳钢的拉伸曲线下屈服强度sL σ（eL R ）： sLsL 0F A σ=(1-2 ) 抗拉强度b σ（m R ）： bb 0F A σ=（1-3） 测量断后的标距部分长度u l 和颈缩处最小直径d u ，按以下两式计算其主要塑性指标：断后伸长率δ（A ）：100%u l l l δ-=⨯ （1-4） 式中0l 为试样原始标距长度，l 为试样断后的标距部分长度。

断面收缩率ψ（Z ）：00100%uA A A ψ-=⨯ （1-5） 式中0A 和u A 分别是原始横截面积和断后最小横截面积。

移位法（亦称为补偿法）测定断后的标距部分长度u l 。

低碳钢拉伸试验姓名：班级：日期：指导老师：一、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。

二、试验要求按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成实验测量工作。

三、试验材料与试样本次试验的三个试样分别为经过退火、正火和淬火三种不同热处理的低碳钢试样。

退火是指将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。

其组织晶粒细小均匀，碳化物呈颗粒状，分布均匀。

正火是指将钢件加热到上临界点(AC3或Acm)以上30—50℃或更高的温度，保温达到完全奥氏体化后，在空气中冷却的热处理工艺。

其组织可能是珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织，它的晶粒和碳化物细小（比退火的晶粒更细小），分布均匀。

退火可消除过共析钢的网状二次碳化物。

淬火是指将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、下贝氏体的热处理工艺。

其组织可能为片状马氏体、板状马氏体、片状下贝氏体或它们的混合组织。

其组织是细小的马氏体及少量残余奥氏体，不存在先共析铁素体。

试样要进行机加工。

平行长度和夹持头部之间应以过渡弧连接，试样头部形状应适合于试验机夹头的夹持。

夹持端和平行长度之间的过渡弧的半径应为：≥0.75d即7.5mm。

本次试验采用的试样编号为R4，直径是10 mm,原始标距为50mm，平行长度Le≥55mm。

试样的精度要求包括①直径的尺寸公差为±0.07mm②形状公差即沿试样的平行长度的最大直径与最小直径之差不应超过0.04mm。

四、实验测量工具、仪器与设备根据国标要求，对于比例试样，应将原始标距的计算值修月之最接近5mm 的倍数，中间数值向较大一方修约，原始标距的标记应准确到±1%，即±0.5mm。

测量原始直径的分辨率不大于0.05mm。

实验1 高分子材料拉伸强度及断裂伸长率测定一、实验目的通过实验了解聚合物材料应力—应变曲线特点、试验速度对应力—应变曲线的影响、拉伸强度及断裂伸长率的意义，熟悉它们的测试方法；并通过测试应力—应变曲线来判断不同聚合物的力学性能。

二、实验原理为了评价聚合物材料的力学性能，通常用等速施力下所获得的应力—应变曲线来进行描述。

所谓应力是指拉伸力引起的在试样内部单位截面上产生的内力；而应变是指试样在外力作用下发生形变时，相对其原尺寸的相对形变量。

不同种类聚合物有不同的应力—应变曲线。

等速条件下，无定形聚合物典型的应力—应变曲线如图1所示。

图中的α点为弹性极限，σα为弹性（比例）极限强度，εα为弹性极限伸长。

在α点前，应力—应变服从虎克定律：σ=Έε式中σ——应力，MPa；ε——应变，%；Ε——弹性（杨氏）模量（曲线的斜率），MP 。

曲线斜率E反映材料的硬性。

Y称屈服点，对应的σy和εy称屈服强度和屈服伸长。

材料屈服后，可在t点处，也可在t′点处断裂。

因而视情况，材料断裂强度可大于或小于屈服强度。

εt（或εt′）称断裂伸长率，反映材料的延伸性。

从曲线的形状以及σt和εt的大小，可以看出材料的性能，并借以判断它的应用范围。

如从σt的大小，可以判断材料的强与弱；而从εt的大小，更正确地讲是从曲线下的面积大小，可判断材料的脆性与韧性。

从微观结构看，在外力的作用下，聚合物产生大分子链的运动，包括分子内的键长、键角变化，分子链段的运动，以及分子间的相对位移。

沿力方向的整体运动（伸长）是通过上述各种运动来达到的。

由键长、键角产生的形变较小（普弹形变），而链段运动和分子间的相对位移（塑性流动）产生的形变较大。

材料在拉伸到破坏时，链段运动或分子位移基本上仍不能发生，或只是很小，此时材料就脆。

若达到一定负荷，可以克服链段运动及分子位移所需要的能量，这些运动就能发生，形变就大，材料就韧。

如果要使材料产生链段运动用分子位移所需要的负荷较大，材料就较强及硬。

拉伸实验拉伸实验是检验材料力学性能的最基本的实验。

一、实验目的1．了解试验设备——微机控制电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。

2．测定钢筋的屈服极限σ、强度极限bσ、延伸率δ、断面收缩率ψ。

s4．观察钢筋在拉伸过程中的各种现象，并利用自动绘图装置绘制拉伸图（P 一L∆曲线）。

二、实验设备和量具1．量具：游标卡尺。

2．设备：WNW-10微机控制电子万能试验机。

图1-1 WNW-10微机控制电子万能试验机下面将WNW-10微机控制电子万能试验机的构造、工作原理及操作规程介绍如下：试验机主要用于金属材料和非金属材料的拉伸、压缩、弯曲等性能试验，除常规试验外，配备相应附件还可以进行蠕变、持久、应力松弛、低周循环试验及在高温或低温环境下拉伸性能试验。

机构与原理及特点WDW系列电子式万能试验机，由主机、全数字测量控制系统、用户软件包、功能附件等部件组成。

主机：主机为门式预应力框架，轴向刚度高，采用圆弧同步带轮减速，滚珠丝杠副传动，传动无间隙，使试验力和变形速度精密控制得到保证；采用了双空间结构，上空间用于拉伸试验，下空间做压缩、弯曲试验。

测量控制系统：采用品牌计算机并配有Windows电子万能试验机专用软件，根据国家标准或用户提供的标准测量材料的性能参数，对试验数据进行统计和处理，输出打印各种要求的试验曲线及试验报告：可选择应力一应变、负荷一应变、负荷一时间、负荷一位移、位移一时间、变形一时间等多种试验曲线的显示、放大、比较及对试验过程的监控、智能、方便。

计算机闭环控制，对试验结果自动存储，试验结果可任意存取，随时模拟再现。

三、实验原理为了检验低碳钢（钢筋）拉伸时的机械性质，应使试件轴向受拉直至断裂，在拉伸过程中以及试件断裂后，测读出必要的特征数据（如；PS 、Pb、L1、dl）经过计算，便可得到表示材料力学性能的指标：σs 、σb、δ、ψ。

四、试验程序1测定试件的截面尺寸——圆试件测定其直径d的方法是：在试件标距长度的两端和中间三处予以测量，每处在两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均值，然后取这三个平均数的最小值作为d。