金属拉伸试样断口分析方法
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.断口移中法
从破坏后的低碳钢试件及图1-2上可以看到,各处的残余变形不是均匀分布的,愈近断口(颈缩)处伸长愈多。
因此测得L u 的数值与断口的部位有关。
若试件断口不在标距中间三分之一范围内,应按国家标准的规定采用断口移中的办法,计算L u 长度。
试验前要在试件标距内等分划十个格子。
试验后,将试件对接在一起,从断口为起点O ,在长段上取基本等于短段的格数得B 点。
计算L u 方法如下:
(1)当长段所余格数为偶数时,如图1-5(a )所示,则量取长段所余格数之一半,得c 点,将BC 段长度称到试件左端,则移后的L u 为
BC OB AO L 21++=
(2) 当在长段上所余格为奇数时,如图1-5(b )所示,则在长段上所余格数减1之半,得C 点,再由C 点向后移一格得C 1点。
则移位后的标距L u 为:
11BC BC OB AO L +++=
当断口非常靠近试件两端,而与其头部之距离等于或小于直径的两倍时,一般认为试验结果无效,需要重新试验。
图1-5 拉伸试件断口移中 (a ) 图1-5 拉伸试件断口移中 (b )。
金属的拉伸实验和压缩实验方法2008-9-4一)、金属的拉伸实验和压缩实验金属的拉伸实验和压缩实验大纲1.通过低碳钢的拉伸实验,测定低碳钢的比例极限σP ,屈服极限σS ,强度极限σb,延伸率δ,截面收缩率ψ和弹性模量E,并绘出低碳钢的应力—应变曲线,从而了解塑性材料的基本力学性能。
2.通过铸铁的拉伸实验,测定强度极限σb,绘制出铸铁拉伸时的拉伸曲线,理解铸铁拉伸时的破坏性质.3.通过铸铁和低碳钢的压缩实验,测定铸铁的强度极限σb,比较铸铁和低碳钢压缩时变形和破坏现象,进一步了解塑性材料和脆性材料的力学性能。
4. 通过金属的拉伸和压缩实验,使学生对材料(金属和非金属材料)的力学性能的测试方法有一个初步的认识。
5. 主要设备:材料试验机;主要耗材:低碳钢和铸铁拉伸试样,每次实验消耗各1根。
低碳钢和铸铁压缩试样,每次实验消耗各1根。
金属的拉伸实验指导书一、概述常温、静载下的轴向拉伸试验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。
通过拉伸试验,可以全面地测定材料的力学性能,如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。
这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。
二、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度Rel、抗拉强度Rm、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z2、测定铸铁的抗拉强度Rm3、观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图(F─曲线)4、分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征三、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺四、试样的制备试样的制备应按照相关的产品标准或GB/T2975的要求切取样坯和制备试样。
试验表明,所用试样的形状和尺寸,对其性能测试结果有一定影响。
为了使金属材料拉伸试验的结果具有可比性与符合性,国家已制定统一标准。
依据此标准,拉伸试样分为比例试样和非比例试样两种,试样的横截面形状有圆形和矩形。
这两种试样便于机加工,也便于尺寸的测量和夹具的设计。
断口金相分析一、实验目的1、掌握断口宏观分析的方法,了解断口宏观分析的意义及典型宏观断口的形貌特征。
2、了解扫描电镜在断口分析中的应用,识别几种常见断口的微观形貌。
二、实验设备及试样1、实验设备:低倍体式显微镜、扫描电子显微镜。
2、试样:铸铁及低碳钢拉伸断口、氢脆断口、疲劳断口、系列冲击断口,过热过烧断口等等。
四、实验内容钢材或金属构件断裂后,破坏部分的外观形貌通称断口。
断裂是金属材料在不同情况下当局部破断发展到临界裂纹尺寸,剩余截面不能承受外界载荷时发生的完全破断现象。
由于金属材料中的裂纹扩展方向总是遵循最小阻力路线,因此断口一般也是材料中性能最弱或零件中应力最大的部位。
断口型貌十分真实地记录了裂纹的起因、扩展和断裂的过程,因此它不仅是研究断裂过程微观机制的基础,同时也是分析断裂原因的可靠依据。
断口分析中分宏观断口分析与微观断口分析两类,它们各有特点,相互补充,是整个断口分析中互相关联的两个阶段。
(一)宏观断口分观宏观断口分析:用肉眼、放大镜、低倍实体显微镜来观察断口形貌特征,断裂源的位置、裂纹扩展方向以及各种因素对断口形貌特征的影响称断口宏观分析。
从断裂机理可知,任何断裂过程总是包括裂纹形成,缓慢扩展、快速扩展至瞬时断裂几个阶段。
通过宏观断口分析人们可以看到,由于材质不同,受载情况不同,上述各断裂阶段在断口上留下的痕迹也不相同,因此我们掌握了常见宏观录了裂纹的起因、扩展和断裂的过程,因此它不仅是研究断裂过程微观机制的基断口特征以后,就可在事故分析中根据宏观断口特征来推测断裂过程和断裂原因,本实验主要观察下列几种断口:a)拉伸试样断口:材料为:低碳钢、铸铁。
断口特征:低碳钢拉伸断口外形呈杯锥状,整个断口可分三个区,中心部位为灰色纤维区,纤维区四周为辐射状裂纹扩展区,边缘是剪切唇区,剪切唇与拉伸应力轴交角为 45°。
铸铁拉伸试样断口为结晶状断口,呈光亮的金属光泽,断口平齐。
b)疲劳断口断口特征:轴类零件多在交变应力下工作,发生疲劳断裂后宏观断口上常可看到光滑区和粗糙区两部分,前者为疲劳裂纹形成和扩展区,有时可见贝纹线,蛤壳状或海滩波纹状花样,这种特征迹线是机器开动和停止时,或应力幅发生突变时疲劳裂纹扩展过程中留下的痕迹,是疲劳宏观断口的重要特征。
不锈钢拉伸试验不锈钢拉伸试验是一种常用的材料力学性能测试方法,用于评估不锈钢在拉伸过程中的力学性能和变形行为。
本文将详细介绍不锈钢拉伸试验的原理、步骤和结果分析。
一、不锈钢拉伸试验的原理不锈钢拉伸试验是通过施加外力使试样在拉伸方向上发生变形,以评估材料的强度、韧性和延展性等力学性能。
在试验中,试样经过拉伸后会发生弹性变形和塑性变形,最终导致试样断裂。
不锈钢具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能,广泛应用于船舶、化工、食品加工等领域。
不锈钢拉伸试验可以帮助工程师和科研人员了解不锈钢材料的力学性能,为材料的选用和设计提供依据。
1. 试样制备:根据标准要求,从不锈钢板材中切割出符合规格的试样。
试样的几何形状和尺寸应符合标准规定。
2. 试验设备准备:将试样固定在拉伸试验机上,并根据试验要求调整试验机的参数,如加载速率、加载范围等。
3. 弹性阶段测试:在试验机上施加逐渐增加的拉伸载荷,记录试样的应力-应变曲线。
在弹性阶段,试样的应变随应力线性增加。
4. 屈服点测试:继续增加加载直至试样出现塑性变形,即开始发生屈服。
此时应力开始下降,应变继续增加,记录下屈服点的应力和应变值。
5. 极限强度测试:继续增加加载直至试样断裂,记录下极限强度的应力和应变值。
6. 断裂分析:对试样断裂面进行分析,观察断口形态和特征,判断断裂方式。
三、不锈钢拉伸试验的结果分析1. 弹性模量:根据应力-应变曲线的线性段斜率,计算不锈钢的弹性模量,即杨氏模量。
2. 屈服强度:屈服点的应力值表示不锈钢开始发生塑性变形的能力。
屈服强度是评估材料抗拉强度的重要指标。
3. 极限强度:极限强度是材料在拉伸过程中承受的最大载荷,反映了不锈钢的最大强度。
4. 断裂韧性:根据断口形态和特征,可以判断不锈钢的断裂方式和韧性。
常见的断裂方式包括延性断裂、脆性断裂等。
通过对不锈钢拉伸试验结果的分析,可以评估不锈钢的力学性能,并为工程应用提供参考。
根据不同的应用要求,可以选择不同材料和牌号的不锈钢,以满足特定的工程需求。
摘要:研究了铸造A356-T6铝合金板不同位置处的拉伸性能。
采用扫描电子显微镜和光学显微镜对拉伸断口及断口纵剖面的组织形貌进行了观察分析。
试验结果表明,铸造A356一T6铝合金的拉伸屈服强度随离浇道口平面距离的增加而减小,断裂强度则是先减小然后再增大,而延伸率随高度变化不明显。
铸造A356-T6铝合金的平均屈服强度、断裂强度、延伸率和断面收缩率分别为2l6.64 MPa,224 MPa,1.086%和0.194%。
断口分析表明拉伸断口的表面分布着杂质、孔洞、铸造缩孔和氧化膜等缺陷,断口表面也存在开裂的由碳、氧、铁、镁、铝和硅元素形成的复合粒子。
铸造A356-T6铝合金在拉伸过程中,裂纹萌生于共晶硅粒子与基体结合处,并沿枝晶胞之间的共晶区域进行扩展,当前进的裂纹遇到取向不一致的共晶硅粒子时,裂纹将截断共晶硅粒子。
铸造A356-T6铝合金拉伸断裂方式为沿胞(即穿晶)断裂的准解理断。
关键词:铸造A356铝合金:A1-7%Si-0.4Mg;拉伸性能;断裂机制:断口形貌1 前言铸造铝合金由于具有优异的铸造性能,良好的耐腐蚀性,高的强重比和铸件制造成本低,能够近终成型等特点,在汽车和航空工业上得到了日益广泛的应用[1-4],其中A1.Si7.Mg(A356)铸造铝合金通常用来制备汽车气缸盖及发动机滑块构件[5]。
铸造铝合金构件的主要问题是存在孔隙、氧化物和非金属夹杂物等缺陷[4],这些缺陷强烈影响构件的服役性能。
铸造A356铝合金的力学性能取决于构件中相的特性及其分布,缺陷的性质、数量和尺寸。
尽管铸造A356铝合金的力学性能及其疲劳性能得到了广泛的研究[4-9],但仍然有一些问题有待于进一步研究予以澄清,比如,铸造铝合金在拉伸过程中裂纹的萌生及其扩展的定量分析有待进一步的建立。
在疲劳载荷加载中,短裂纹扩展行为取决于应力状态和组织结构特征,比如,硅粒子和α-Al形态、分布及其大小,缺陷的性质、分布、数量及其大小。
低碳钢拉伸实验一、实验目的σ1、测定铸铁的强度极限b2、观察低碳钢和铸铁在拉伸实验过程中的各种现象3、分析比较低碳钢和铸铁拉伸的力学性能特点及试样破坏特征。
二、实验仪器设备CMT5000微机控制电子万能材料试验机、试样划线器、低碳钢拉伸试样、铸铁拉伸试样三、实验原理金属材料在拉伸实验时,将材料拉伸试样装夹在试验机的拉伸夹头上,启动试验机施加载荷(施加的载荷必须通过试样的轴线,以确保材料试样处于单向应力状态),并在加载过程中自动绘制出试样承受的载荷(P)与产生∆)间的关系曲线,即拉伸图。
拉伸图形象的描述了材料的变形特征变形(L及各阶段承受载荷与变形的关系,并可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性的好坏、断裂时的韧性与脆性程度及不同变形条件下的承载能力。
1、铸铁拉伸实验铸铁材料属典型的脆性材料,其拉伸图如图1-1-7所示。
由拉伸图的P–△L 曲线可知,铸铁在拉伸的过程中既无屈服阶段,也无颈缩现象,只是在较小变形下突然断裂,故铸铁拉伸时仅研究其力学性能的强度指标,即σ。
测定其强度载荷后,计算强度极限b2、拉伸试样破坏断口特征拉伸试样破坏断口如图1-1-8 所示,低碳钢试样拉伸破坏后,在试样的两个断面上各呈凸凹状,称为杯状断口。
断口中间部分的材料成晶粒状,四周则呈纤维状。
铸铁试样拉伸破坏后,试样断口的两个断面基本平齐,断口上的材料呈晶粒状,材料呈晶粒状是脆性断裂的断口特征,纤维状是韧性的断口特征。
四、实验步骤本实验通过 CMT5000 微机控制电子万能材料实验机完成低碳钢、铸铁拉伸试样的加载、测量过程,实验操作前,必须详细了解实验机的使用操作方法,并仔细阅读实验中所用仪器设备的注意事项。
1、试样刻线使用试样刻线机,在低碳钢拉伸试样上划出标距线和十等分分格线,刻线过程中,线痕能分辨即可,过深易造成应力集中,影响实验测量结果。
2、原始数据测量测定低碳钢和铸铁拉伸试样原始工作直径d0及低碳钢拉伸试样的原始标距L0。
45号钢拉伸断口形貌分析
钢的拉伸断口形貌分析可以提供关于钢材的力学性能、疲劳性能和断裂机制的重要信息。
一般来说,钢的拉伸断口形貌可以分为几种类型:
1. 齿状断口:断口表面呈现出一系列凹凸不平的齿状结构,这种形貌表明钢材在断裂时存在着较大的应力集中和应力集中的突变。
这种形貌常见于具有较高硬度和较低韧性的钢材。
2. 铁球状断口:断口表面呈现出类似铁球的球形结构,这种形貌表明钢材在断裂时存在着相对较低的应力集中和应力集中的平滑过渡。
这种形貌常见于具有较高韧性的钢材。
3. 断裂韧窝:断裂韧窝是在钢材断裂过程中形成的一种类似蜂窝状的结构,它表示钢材在拉伸断裂过程中的能量吸收能力。
断裂韧窝的深度和面积可以提供关于钢材的韧性和能量吸收能力的重要信息。
通过对钢材的拉伸断口形貌进行详细的分析和观察,可以进一步了解钢材的断裂机制、韧性、疲劳性能和力学性能。
这些信息对于钢材的设计、选择和应用都具有重要的指导作用。