拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸
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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:1.4公差要求[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。
当屈服到一定下,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 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。
塑料橡胶拉伸试验步骤(目的原理步骤结果处理)塑料、橡胶拉伸试验步骤(目的、原理、步骤、结果处理)塑料橡胶拉伸试验(一)实验目的掌握塑料拉伸试验方法,了解塑料拉伸试验机的基本结构和工作原理,并通过试样的拉伸应力―应变曲线和各试验数据来分析该材料的静态拉伸力学性能,对其拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率和弹性模量作出评价。
(二)实验原理在规定的试验温度、湿度与弯曲速度下,通过对塑料试样的纵轴方向施予弯曲载荷,并使试样产生应力直到材料毁坏。
记录下试样毁坏时的最小负荷和对应的标线间距离的变化情况。
(在拎微机处理器的电子拉力机上,只要输出试样的规格尺寸等有关数据和建议,在弯曲过程中,传感器把力值托付给电脑,电脑通过处置,自动记录下形变―快速反应全过程的数据,并把形变―快速反应曲线和各测试数据通过打印机列印出)。
(三)试验设备和弯曲试祥1.试验设备(1)机械式拉力试验机①配有适应环境各型号试样的专用夹具。
②夹具的移动速度应能多级或全程调速,以满足标准方法的需要。
③试验数据示值应当在每级表壳的10%一90%,但不大于试验最小载荷的4%加载,示值的误差应当在1%之内。
(2)带微机处理器的电子拉力机机械传动原理同机械式拉力机,但精密度高于普通机械式拉力机。
当试样受载拉伸时,力值和材料的伸长率由传感器感量输入电脑,经电脑处理同时在屏幕上显示出来。
每个试样试验结束,电脑自动记录全过程并存入硬盘,试验者需要哪一个试样的应力―应变曲线图,需要哪一个数据,随时可以从连接电脑的打印机上打印出来。
2.拉伸试样(1)试样的形状和尺寸标准方法规定采用四种型号的试样,见到图1至图4。
(2)试样的挑选热固性模塑材料:用i型。
硬板材料:用ii型(可以大于170mm)。
硬质、半硬质热塑性模塑材料:用ii型,厚度d=(4±0.2)mm。
软板、片材:用iii型,厚度d≤2mm。
塑料薄膜:用iv型。
(3)对试样的建议:①试样表面应平整、无气泡、裂纹、分层、无明显杂质相加工损伤等缺陷,有方向性差异的试片应沿纵横方向分别取样。
铝合金薄板拉伸试验规程(xzcfsygc-001)江苏徐州财发铝热传输有限公司江苏省交通用高性能铝合金工程研究中心2010年7月30日铝合金薄板拉伸试样加工和试验按GB/T 5027-1999,GB/T 5028-1999和GB/T 228-2002规定执行。
1 拉伸试样1.1 取样取样部位、方向和数量应符合相关产品标准要求或经双方协商确定。
1.2 试样形状通常情况下采用图示带肩试样。
通过协商,也可以采用平行边试样(不带肩试样)。
1.3 试样尺寸1.3.1 平行长度应不小于L0+b0/2。
仲裁试验时,平行长度应为L0+2b0。
1.3.2 宽度不大于20mm的不带肩试样,夹头间的自由长度应不小于L0+3b0。
表两种非比例试样的尺寸mm1.4 试样制备1.4.1试样毛坯必须单个切取。
试样均须进行机加工以消除加工硬化影响。
对于极薄试样,将切取的等宽毛坯用油纸逐片分隔,在两外侧夹上等宽度的较厚板一起加工,直至达到要求的试样。
1.4.2 试样原始标距内宽度两侧不平行度尽可能小,最大宽度与最小宽度之差不应大于标距内测量宽度平均值的0.1%(试样1为0.01mm,试样2为0.02mm)。
1.4.3 除非另有规定,试样厚度应是产品全厚度。
在试样标距内,任意两处的厚度值之差应不大于0.01mm;当厚度小于1.0mm时,应不大于公称厚度的1%。
1.4.4 试样表面不应有划伤等缺陷。
2 常规室温拉伸性能试验常规室温拉伸性能试验指在室温下对上述试样进行拉伸试验操作,主要测定材料的抗拉强度(破断强度)、屈服强度、延伸率和断面收缩率等。
2.1 试验要求2.1.1 试验设备的准确度试验机应按GB/T 16825进行检验,并应为1级或优于1级准确度。
2.1.2 试验速率(1)测定屈服极限(R eH、R eL)的试验速率。
试验速率取决于材料特性。
铝的拉伸弹性模量为70GPa,所以在弹性范围直至上屈服点,应力速率应为2~20MPa/s,在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s~0.0025/s之间。
拉伸性能测试(静态)拉伸性能测试主要确定材料的拉伸强度,为研究、开发、工程设计以及质量控制和标准规范提供数据。
在拉伸测试中,薄的薄膜会遇到一定困难。
拉伸试样的切边必须没有划痕或裂缝,避免薄膜从这些地方开始过早破裂。
对于更薄的薄膜,夹头表面是个问题。
必须避免夹头发滑、夹头处试样破裂。
任何防止夹头处试样发滑和破裂,而且不干扰试样测试部分的技术如在表面上使用薄的橡胶涂层或使用纱布等都可以接受。
从拉伸性能测试中可以得到拉伸模量、断裂伸长率、屈服应力和应变、拉伸强度和拉伸断裂能等材料性能。
ASTM D 638 (通用)[4]和ASTM D 882 [5](薄膜)中给出了塑料的拉伸性能(静态)。
拉伸强度拉伸强度是用最大载荷除以试样的初始截面面积得到的,表示为单位面积上的力(通常用MPa为单位)。
屈服强度屈服强度是屈服点处的载荷除以试样的初始截面面积得到的.用单位面积上的力(单位MPa)表示,通常有三位有效数字。
拉伸弹性模量拉伸弹性模量(简称为弹性模量,E)是刚性指数,而拉伸断裂能(TEB,或韧性)是断裂点处试样单位体积所吸收的总能量。
拉伸弹性模量计算如下:在载荷-拉伸曲线上初始线性部分画一条切线,在切线上任选一点,用拉伸力除以相应的应变即得(单位为MPa),实验报告通常有三位有效数字。
正割模量(应力-应变间没有初始线性比值时)定义为指定应变处的值。
将应力-应变曲线下单位体积能积分得到TEB,或者将吸收的总能量除以试样原有厚度处的体积积分。
TEB表示为单位体积的能量(单位为MJ/m3),实验报告通常有两位有效数字。
拉伸断裂强度拉伸断裂强度的计算与拉伸强度一样,但要用断裂载荷,而不是最大载荷。
应该注意的是,在大多数情况中,拉伸强度和拉伸断裂强度值相等。
断裂伸长率断裂伸长率是断裂点的拉伸除以初始长度值。
实验报告通常有两位有效数字。
屈服伸长率屈服伸长率是屈服点处的拉伸除以试样的初始长度值,实验报告通常有两位有效数字。
1.拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸答:作用:测定材料的弹性,强度,塑性,应变硬化和韧性等许多重要力学性能指标;形状:光滑圆柱试件,板状试件;尺寸:①圆柱形拉伸试件:试件的标距长度Lo应比Do要大得多,通常Lo>5Do;板状拉伸试件:标距长度Lo应满足下列关系式:Lo﹦5.65Ao或11.3Ao;其中Ao为试件的初始面积。
2.应力状态柔度系数的物理意义及应用?答:应力状态柔度系数:在各种加载条件下,最大切应力τmax与最大正应力σmax之比,记为α,α=τmax/σmax.。
α(拉伸)﹤α(扭转)﹤α(压缩)3.金属材料的弹性不完善性包括那几个方面?答:弹性不完善性是指收到应力作用是,没有立即发生相应的弹性应变去除应力时应变也不是随即消失,包括弹性后效,弹性滞后,包申效应三个方面。
4.金属材料使用过程和生产过程对材料有什么要求?(强度和塑性)答:在进行材料选择时,设计师必须首先考虑强度,导电性或导热性,密度及其他性能。
然后,在考虑材料的加工性能和使用行为(其中材料的可成塑性,机械加工性,电稳定性,化学持久性及辐照行为是重要的。
)以及成本和材料来源。
所谓强度是指金属材料在静载荷作用下,材料抵抗变形和破坏(断裂)的能力成为强度。
根据外力的作用方式,有多种强度指标,如抗拉强度,抗弯强度,抗剪强度等。
一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的招标。
机械零件在使用时,一般不允许发生塑性变形,所以屈服强度是大多数机械零件设计时选材的主要依据也是评定金属材料承载能力的重要机械性能指标。
材料的屈服强度越高,允许的工作应力越高,零件所需的截面尺寸和自身重量就可以较小。
材料发生屈服后,到最高点应力达最大值σb。
在这以后,试样产生“缩颈”,迅速伸长,应力明显下降,最后断裂。
试样裂前能够承受的最大应力值σb称为抗拉强度或强度极限。
如果单从保证零件不产生断裂的安全角度考虑,可用作为设计依据,但所取的安全系数应该大一些。
拉伸性能测试(静态)拉伸性能测试主要确定材料的拉伸强度,为研究、开发、工程设计以及质量控制和标准规范提供数据。
在拉伸测试中,薄的薄膜会遇到一定困难。
拉伸试样的切边必须没有划痕或裂缝,避免薄膜从这些地方开始过早破裂。
对于更薄的薄膜,夹头表面是个问题。
必须避免夹头发滑、夹头处试样破裂。
任何防止夹头处试样发滑和破裂,而且不干扰试样测试部分的技术如在表面上使用薄的橡胶涂层或使用纱布等都可以接受。
从拉伸性能测试中可以得到拉伸模量、断裂伸长率、屈服应力和应变、拉伸强度和拉伸断裂能等材料性能。
ASTM D 638 (通用)[4]和ASTM D 882 [5](薄膜)中给出了塑料的拉伸性能(静态)。
拉伸强度拉伸强度是用最大载荷除以试样的初始截面面积得到的,表示为单位面积上的力(通常用MPa为单位)。
屈服强度屈服强度是屈服点处的载荷除以试样的初始截面面积得到的.用单位面积上的力(单位MPa)表示,通常有三位有效数字。
拉伸弹性模量拉伸弹性模量(简称为弹性模量,E)是刚性指数,而拉伸断裂能(TEB,或韧性)是断裂点处试样单位体积所吸收的总能量。
拉伸弹性模量计算如下:在载荷-拉伸曲线上初始线性部分画一条切线,在切线上任选一点,用拉伸力除以相应的应变即得(单位为MPa),实验报告通常有三位有效数字。
正割模量(应力-应变间没有初始线性比值时)定义为指定应变处的值。
将应力-应变曲线下单位体积能积分得到TEB,或者将吸收的总能量除以试样原有厚度处的体积积分。
TEB表示为单位体积的能量(单位为MJ/m3),实验报告通常有两位有效数字。
拉伸断裂强度拉伸断裂强度的计算与拉伸强度一样,但要用断裂载荷,而不是最大载荷。
应该注意的是,在大多数情况中,拉伸强度和拉伸断裂强度值相等。
断裂伸长率断裂伸长率是断裂点的拉伸除以初始长度值。
实验报告通常有两位有效数字。
屈服伸长率屈服伸长率是屈服点处的拉伸除以试样的初始长度值,实验报告通常有两位有效数字。
拉伸实验原理
拉伸实验是材料力学中常用的一种实验方法,用于研究材料在拉伸加载下的力学性能。
其原理基于胡克定律和杨氏模量的概念。
在拉伸实验中,试样通常采用长条状,两端固定在夹具中,然后施加一个沿试样轴线方向的拉伸力。
当力施加到试样上时,试样会发生形变,即长度会增加,同时横截面积会减小。
拉伸实验通过测量试样的应变和应力,来确定材料的拉伸性能。
胡克定律描述了材料在线性弹性范围内的拉伸性能。
根据胡克定律,材料的应变与应力成正比。
应变可以通过测量试样的变形量和未受力时的初始长度来计算得到。
应力可以通过测量施加在试样上的拉力和试样的横截面积来计算得到。
杨氏模量是材料特有的一个物理量,反映了材料的刚度和弹性性能。
它可以通过拉伸实验中的应力和应变数据计算得到。
杨氏模量越大,说明材料越坚硬,抵抗外力的能力越强。
通过拉伸实验可以获得材料的应力-应变曲线,可以在材料的弹性阶段、屈服阶段、硬化阶段和断裂阶段等不同阶段研究材料的力学性能。
并且,拉伸实验也是评估材料性能和预测材料破坏的重要手段之一。
金属的拉伸实验一一、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度S σ、抗拉强度b σ、断后延伸率δ和断面收缩率ψ2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图(F ─L ∆曲线)3、分析低碳钢的力学性能特点与试样破坏特征二、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺、直尺三、试样的制备试样可制成圆形截面或矩形截面,采用圆形截面试件,试件中段用于测量拉伸变形,其长度0l 称为“标矩”。
两端较粗部分为夹持部分,安装于试验机夹头中,以便夹紧试件。
试验表明,试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大,为了能正确地比较材料力学性能,国家对试件的尺寸和形状都作了标准化规定。
直径020d mm =,标矩000200(10)l mm l d ==或000100(5)l mm l d ==的圆形截面试件叫做“标准试件”,如因原料尺寸限制或其他原因不能采用标准试件时,可以用“比例试件”。
四、实验原理在拉伸试验时,利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线,见图2-11所示的F—ΔL 曲线。
图中最初阶段呈曲线,是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。
分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O 点,作为其坐标原点。
拉伸曲线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系,可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。
但同一种材料的拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。
为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点便于比较,以消除试样几何尺寸的影响,可将拉伸曲线图的纵坐标(力F )除以试样原始横截面面积S 0,并将横坐标(伸长ΔL )除以试样的原始标距0l 得到的曲线便与试样尺寸无关,此曲线称为应力-应变曲线或R —ε曲线,如图2—12所示。
从曲线上可以看出,它与拉伸图曲线相似,也同样表征了材料力学性能。
拉伸试验过程分为四个阶段,如图2—11和图2-12所示。
版本A执行日期
式中: L0——原始标距; Lu——断后标距。
5)断面收缩率Z的测定
断裂后最小横截面积的测定应准确到±2%。
×100(5)
Z=S0− S U
S0
式中:S0——平行长度部分的原始横截面积; S u——断后最小横截面积。
十、试验结果处理
试验出现下列情况之一者试验结果无效:
a)试样在标距上或标距外断裂;
b)试验后试样出现二个或二个以上缩颈;
c)试验由于操作不当而造成性能不符合要求;
d)试验中记录有误或设备仪器发生故障影响结果准确性、试验结果作废时应补做试验。
e)试验后试样上显示出冶金缺陷(分层、气泡、夹渣及缩孔)应在试验记录及报告中注明。
数据的修正及有效位数
按依据标准GB228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行修正。
测量不确定度评定
测量不确定度来源有3个,采用B类评定方法。
(1)最大拉力值F m的测量,u rel(F)
Ⅰ拉力机最大允差引起的最大拉力值F m的测量不确定度。
Ⅱ拉力机度盘最小刻度的判读引起的测量不确定度。
(2)试棒横截面积S0的测量不确定度u(d)
Ⅰ千分尺校准引起的测量不确定度。
Ⅱ测量人员引入的测量不确定度。
(3)数据修约引入的不确定度:u H。
拉伸实验报告篇一:拉伸试验报告ABANER拉伸试验报告[键入文档副标题][键入作者姓名][选取日期][在此处键入文档的摘要。
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]拉伸试验报告一、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-XX:金属材料室温拉伸试验方法)要求完成试验测量工作。
三、引言低碳钢在不同的热处理状态下的力学性能是不同的。
为了测定不同热处理状态的低碳钢的力学性能,需要进行拉伸试验。
拉伸试验是材料力学性能测试中最常见试验方法之一。
试验中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实反映了材料抵抗外力作用的全过程。
它具有简单易行、试样制备方便等特点。
拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据,对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制以及设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值通过拉伸实验测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度和塑形性能,并根据应力-应变曲线,确定应变硬化指数和系数。
用这些数据来进行表征低碳钢的力学性能,并对不同热处理的低碳钢的相关数据进行对比,从而得到不同热处理对低碳钢的影响。
拉伸实验根据金属材料室温拉伸试验方法的国家标准,制定相关的试验材料和设备,试验的操作步骤等试验条件。
四、试验准备内容具体包括以下几个方面。
1、试验材料与试样(1)试验材料的形状和尺寸的一般要求试样的形状和尺寸取决于被试验金属产品的形状与尺寸。
通过从产品、压制坯或铸件切取样坯经机加工制成样品。
但具有恒定横截面的产品,例如型材、棒材、线材等,和铸造试样可以不经机加工而进行试验。
试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形,特殊情况下可以为某些其他形状。
原始标距与横截面积有L?kS0关系的试样称为比例试样。
国际上使用的比例系数k的值为5.65。
应变测拉伸全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:应变测试是一种常见的测试方法,用于测量材料在外部载荷作用下的应变特性。
应变测试通常用于工程材料的研究和开发过程中,可以帮助工程师了解材料的机械性能以及其在不同环境下的表现。
本文将重点介绍应变测试中的拉伸试验,并探讨其原理、方法和应用领域。
一、拉伸试验原理拉伸试验是应变测试的基本方法之一,它通过施加拉力使材料逐渐变形,并记录应变和应力的关系。
在拉伸试验中,将材料置于拉力下,并在固定速度下拉伸材料,记录每一个应变和应力数据点,最终得到应力-应变曲线。
通过分析这条曲线,可以得出材料的强度、延展性、韧性等机械性能指标。
拉伸试验的基本原理是根据胡克定律,即应力与应变成正比关系,当外部力作用消失时,应力也消失。
拉伸试验中,通常会测量应力、应变和应变速率等参数,从而得出材料的力学性能。
1. 样品准备:在进行拉伸试验之前,首先需要准备好试样。
通常使用标准形状和尺寸的试样,如圆柱形、矩形、试条等,在试样表面标记网格,以便观察试样的形变。
2. 装载试样:将试样放入拉伸试验机中,通过夹具夹住试样,确保试样受力均匀。
设置试验参数,如拉伸速度、应力范围等。
3. 进行拉伸试验:启动拉伸试验机,以固定速度开始拉伸试验,记录应变和应力的变化。
在试验过程中,可以观察试样的形变,如颈缩、拉断等。
4. 数据分析:根据试验结果,绘制应力-应变曲线,并分析得出试样的力学性能参数,如屈服强度、抗拉强度、伸长率等。
三、拉伸试验应用领域拉伸试验在材料研究和生产中有着广泛的应用领域。
主要包括以下几个方面:1. 材料研究:通过拉伸试验可以评估不同材料的力学性能,如金属材料、塑料、橡胶等。
可以了解材料的强度、韧性、刚度等特性,为材料的选择和设计提供重要参考。
2. 质量控制:在生产过程中,拉伸试验可以用于检测材料的质量,保证产品符合标准要求。
通过拉伸试验可以检验材料的物理性能,如拉伸强度、断裂强度等。
3. 工程设计:在工程设计中,需要考虑材料的力学性能,以确保结构的安全性和可靠性。
目录一、金属材料室温拉伸试验方法 (2)二、试样的形状要求 (2)三、制样规范及弯曲要求 (3)四、拉伸试验操作 (4)五、弯曲试验原理 (5)六、弯曲试验操作 (5)七、冷弯试验结果的评定等级 (6)八、牌号和化学成份 (7)九、钢中的杂质元素及其影响 (8)十、钢号命名规则 (8)十一、弯曲试验原理 (10)十二、产品质量及标准 (11)十三、铁合金质量证明书 (13)一、拉伸试验操作1、试样准备(1)对试样进行外观检查,依照委托单顺序将试样排好,查对编号,并填写原始记录,如不符合制样规定者不列入试验,要求重新取样,对板状试样,挫掉试样所带毛刺。
(2)测量试样原始尺寸,圆试样直径d0用精度,0.01的千分尺测量,板坯试样和圆状试样都分别在标距长度的中部及两端处分三部分进行测量,圆形试样应在两个相互垂直方向上各测一次,取其平均值,选用三处测得横截面积中的最小值,计算试样的横截面积(保留四位有效数字)。
(3)试样的尺寸公差和形状公差应符合有关要求。
(4)根据横截面积,按要求打上相应长度的标距。
2、顺序开机运行软件,进入联机状态;3、进入试验窗口选择设置好的试验方案;4、设置好试验用户参数;5、装好合适的夹块,根据试样长度调整下横梁位置;6、启动油泵电机;7、先夹紧试样的一端,然后升降下横梁到合适的位置,力值清零,然后夹紧试样的别一端。
位移或变形值清零;8、点击试验窗口“运行”按钮,进入试验状态,顺时针旋转手动阀手轮进行加荷,直至试样断裂。
9、启动油泵,取下试样,再逆时针旋转手动阀手轮,使活塞退回到底,10、开、关机必须按照正确顺序进行:开机:显示器—打印机—计算机—DCS控制器—启动试验软件—液压源关机:液压源—退出试验软件—DCS控制器—计算机—显示器—打印机二、钢中的杂质元素及其影响在钢的冶炼过程中,不可能除尽所有的杂质,所以实际使用的碳钢中除碳以外,还含有少量的硅、磷、氧、氢、氮等元素,它们的存在,会影响钢的质量和性能。
实验拉伸实验报告实验拉伸实验报告引言:拉伸实验是材料力学实验中最基本的实验之一,通过对材料在受力下的变形和破坏过程进行观察和分析,可以得到材料的力学性能参数,为材料的设计和应用提供重要依据。
本文将对拉伸实验的目的、原理、实验装置以及实验结果进行详细描述和分析。
一、实验目的拉伸实验的目的是通过对材料在受力下的变形和破坏过程进行观察和分析,获取材料的力学性能参数,如屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率等。
通过实验可以评估材料的力学性能,为材料的设计和应用提供依据。
二、实验原理拉伸实验是将试样置于拉伸机上,施加拉伸力使试样发生拉伸变形,通过测量试样的变形和力的变化,计算得到材料的力学性能参数。
拉伸实验的主要原理有以下几个方面:1. 应力-应变关系:拉伸试验中,测量试样的应变与应力之间的关系,可以得到材料的应力-应变曲线。
应力-应变曲线可以反映材料的变形特性和力学性能。
2. 屈服强度:材料在拉伸过程中,当应力达到一定值时,试样会出现塑性变形,即试样开始产生屈服。
屈服强度是指材料开始塑性变形时的应力值。
3. 抗拉强度:材料在拉伸过程中,当试样继续受力时,应力逐渐增大,最终达到最大值,即抗拉强度。
抗拉强度反映了材料的抗拉能力。
4. 断裂延伸率:材料在拉伸过程中,当试样发生破坏时,测量试样的断裂长度与原始长度之比,即可得到材料的断裂延伸率。
断裂延伸率可以评估材料的韧性和延展性。
三、实验装置拉伸实验需要使用拉伸试验机和试样,其中拉伸试验机是实验的核心装置,用于施加力和测量试样的变形。
实验装置包括以下几个部分:1. 拉伸试验机:拉伸试验机是用于施加力和测量试样变形的设备。
它由主机、传感器、控制系统等组成。
主机通过驱动装置施加拉力,传感器用于测量试样的变形,控制系统用于控制试验过程。
2. 试样:试样是进行拉伸实验的材料样品。
试样的形状和尺寸根据实验要求而定,常见的试样形状有圆柱形、矩形等。
试样的制备要求严格,以保证实验的准确性和可重复性。
拉伸试验标准尺寸
拉伸试验的标准尺寸主要取决于试样的类型和实验的要求。
以下是一些常见的拉伸试样尺寸:
热轧板材和钢板试样:长度为200mm,宽度为50mm,厚度应尽量大,不小于3mm。
热轧板材和钢板试样(小厚度):长度为100mm,宽度为25mm,厚度应尽量大,不小于0.5mm。
热轧钢材试样:长度为50mm,厚度为不小于6mm,宽度为试样厚度的2倍。
焊缝纵向拉伸试样尺寸:用于测试焊缝纵向拉伸性能,厚度可根据实验情况改动,标距为15mm(适用于一楼检测中心的拉伸实验机)。
焊区接头大拉伸试样尺寸:用于测试焊区横向宏观拉伸性能,标距为30mm(适用于一楼检测中心的拉伸实验机)。
搅拌区横向拉伸试样尺寸:用于测试搅拌区内材料的拉伸性能,标距为2mm(适用于本实验室的微型拉伸实验机)。
镍铝青铜母材室温拉伸样品尺寸:需要根据具体的材料性质和实验要求来确定。
一般来说,拉伸试样的尺寸会根据材料的类型、厚度以及实验的要求进行选择和调整。
如有需要,建议咨询专业人士获取具体信息。
拉伸试验试验方法概述- Jerry©转载引用请注明出处部分步骤图片已删除,依据:GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》工具:钢尺、剪刀、小刀、橡皮筋、设备配套引伸计、内六角扳手等,依据试验项目部分选用。
5.1 样品基本要求样品整体要求无影响其性能的明显缺陷,如凹陷、毛刺、非圆滑过渡、形状公差过大等,否则将导致试验结果偏差。
同时样品试验过程中应保持清洁,不允许表面附有任何影响试验的附着物,如油污、标签纸等,应将其去除。
具体尺寸及形状公差参照GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》附录B、附录C、附录D、附录E。
截面形状区分尺寸/mm 适用附录0.1≤a<3 B薄板、板材、扁材a≥3 D<4 C线材、棒材、型材≥4 D管材----- E5.2 板材类尺寸参数示意备注:尺寸参数对于不同截面形状会有变化,详细参考GB/T 228.1-2010第22页至第25页。
6.检测步骤6.2试验准备6.2.1 样品准备观察样品类型与形状,是否符合步骤5中所需要求。
若样品不符合要求,则需要对样品进行加工,使其尺寸要求满足步骤5。
加工方式一般有车削、线切割等,对于薄铝板等可用剪刀裁剪至规定尺寸,加工需注意避免缺陷、弯折。
对于同一样品,切割方向可能会影响材料的拉伸性能,需要参考具体标准规定,若无相应规定,一般切割方向为纵向。
6.2.2 尺寸测量对满足步骤5的样品,测量每个样本尺寸参数,一般在不同位置测量3次,精确到小数点后两位,并在原始记录中记录平均值。
对于板材,测量其平行长度的厚度与宽度;对于棒材,测量其平行长度的直径;对于管材,测量其外径与壁厚;对于管材的纵向切割弧形试样,测量其宽度、外径与壁厚;对于异形试样,测量并计算其横截面积。
6.2.3 原始标距刻画判断拉伸试验检测项目,对于需要检测断后伸长率的项目,需要对样品标识出原始标距L0。
对于厚度较大,表面划痕不影响试验结果的,用小刀在样品表面刻划出原始标距,划痕深度以不影响试验结果且试验后划痕清晰可测为准。
1.拉伸试验的作用及试样的形状及尺寸
答:作用:测定材料的弹性,强度,塑性,应变硬化和韧性等许多重要力学性能指标;
形状:光滑圆柱试件,板状试件;
尺寸:①圆柱形拉伸试件:试件的标距长度Lo应比Do要大得多,通常Lo>5Do;
板状拉伸试件:标距长度Lo应满足下列关系式:Lo﹦5.65Ao或11.3Ao;其中Ao为
试件的初始面积。
2.应力状态柔度系数的物理意义及应用?
答:应力状态柔度系数:在各种加载条件下,最大切应力τmax与最大正应力σmax之比,记为α,α=τmax/σmax.。
α(拉伸)﹤α(扭转)﹤α(压缩)
3.金属材料的弹性不完善性包括那几个方面?
答:弹性不完善性是指收到应力作用是,没有立即发生相应的弹性应变去除应力时应变也不是随即消失,包括弹性后效,弹性滞后,包申效应三个方面。
4.金属材料使用过程和生产过程对材料有什么要求?(强度和塑性)
答:在进行材料选择时,设计师必须首先考虑强度,导电性或导热性,密度及其他性能。
然后,在考虑材料的加工性能和使用行为(其中材料的可成塑性,机械加工性,电稳定性,化学持久性及辐照行为是重要的。
)以及成本和材料来源。
所谓强度是指金属材料在静载荷作用下,材料抵抗变形和破坏(断裂)的能力成为强度。
根据外力的作用方式,有多种强度指标,如抗拉强度,抗弯强度,抗剪强度等。
一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的招标。
机械零件在使用时,一般不允许发生塑性变形,所以屈服强度是大多数机械零件设计时选材的主要依据也是评定金属材料承载能力的重要机械性能指标。
材料的屈服强度越高,允许的工作应力越高,零件所需的截面尺寸和自身重量就可以较小。
材料发生屈服后,到最高点应力达最大值σb。
在这以后,试样产生“缩颈”,迅速伸长,应力明显下降,最后断裂。
试样裂前能够承受的最大应力值σb称为抗拉强度或强度极限。
如果单从保证零件不产生断裂的安全角度考虑,可用作为设计依据,但所取的安全系数应该大一些。
材料在外力作用下,产生永久残余变形而不被断裂的能力,称为塑性。
塑性指标也主要是通过拉伸试验测得的。
工程上常用延伸率和断面收缩率作为材料的塑性指标。
屈服强度与抗拉强度的比值σs/σb称为屈强比。
屈强小,工程构件的可靠性高,说明即使外载或某些意义外因素使金属变形,也不至于立即断裂。
但屈强比过小,则材料强度有效利用率太低。
延伸率和断面收缩率的值越大,表示材料的塑性越好。
塑性对材料进行冷塑变形有重要的意义。
此外,工件的偶然过载,可因塑性变形而防止突然断裂,工件的应力集中处,也可因塑性变形使应力松弛,从而使工件不至于过早断裂。
这就是大多数机械零件除要求一定强度指标外,还要求一定塑性指标的道理。
材料的δ和ψ值越大,塑性越好。
两者相比,用ψ表示塑性更接近于材料真实应变。
5.表示脆性材料的力学性能的参量有哪些?
答:弹性模量和脆性断裂强度。
6.工程中测定材料的硬度最常用的方法?
答:测定硬度方法有很多,有压入法,回跳法和刻划法三大类。
最常用的是压入法,根据加载速率的不同分为动载入压入法和静载压入法。
超声波硬度,肖氏硬度和锤击式布氏硬度属于动载实验法。
布氏硬度,洛氏硬度,维氏硬度和显微硬度同于静载压入发。
7.弹性模量的影响因素?材料弹性常数有哪些?
答:1)纯金属的弹性模量:除了过度族金属除外,一般地讲弹性模量E与原子半径r之间
存在下列关系:E=k/rm,式中K与m均为常数,m>1。
这表明E随原子半径增大而减小,亦即随原子间距离增大而减小。
过度族金属的弹性模量较大,并且d层电子数等于6时弹性模量具有最大值;
2)合金元素的影响:化学成分的重大改变和具有高弹性模量的第二相质点可以使弹性模量发生显著的变化。
3)温度,通常温度升高是原子间距离增大,原子间结合力减弱。
因此弹性模量总是随温度升高而降低。
4)加载速率。
金属的弹性变形速度很快,远远超过一般的加载速率,因此,一般工程技术中的加载速率不会影响金属的弹性模量。
5)冷变形。
冷变形稍稍降低金属的弹性模量。
材料的弹性常数有:正弹性模量E和切变模量G,泊松比υ也是弹性常数,但他与E,G有下列关系E=2(1+υ)G
8.断裂按照断裂机制分为哪几大类?
答:解理断裂,沿晶断裂,微孔聚合型的延性断裂。
9.理论断裂强度的应用范围?
答:晶体结构比较完整的晶体
10.断裂力学主要用来处理哪方面的问题?
答:断裂力学市是研究裂纹体强度与寿命特别是裂纹扩展规律的科学,是固体力学的一门新分支,又称裂纹力学,与损伤力学成为姊妹学科,共成为破坏力学。
研究对象:裂纹体。
研究目标:主要预防控制低应力脆性断裂。
研究内容:裂纹的萌生机制,扩展规律,闭合理论以及动态起始与传播-止裂等。
研究任务:求的各类材料的断裂韧度,建立物体的断裂判据,研究裂纹的扩展规律,研究载荷与腐蚀共同作用下的断裂问题。
11.多晶体金属塑性变形的特点?
答:多晶体金属塑性具有如下一些特点:
1)各晶体变形的不同时性和不均匀性
2)各晶体变形的相互协调性
12.脆性端口和延性端口的特点?
答:脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状;延性断裂的断裂面一般平行于最大切应力并与主应力成45°.用肉眼或放大镜观察时,端口呈纤维状,灰暗色。
13.裂纹体变形的形式?最危险的形式?
答:裂纹体的三种变形模式
1)Ⅰ型或张开型(最危险) 外加拉应力与断裂面垂直,使裂纹张开,即为Ⅰ型或张开型
2)Ⅱ型或滑开型外加应力平行于裂纹面并垂直于裂纹前缘线,即为Ⅱ型或滑开型3)Ⅲ型或撕开型外加应力即平行于裂纹面又垂直于裂纹前缘线,即为Ⅲ型或撕开型14.材料脆性——韧性转变影响因素?
答:1.应力状态及其柔度系数
应力状态可以用切应力和正应力表示,只有切应力引起材料塑性变形,简单的讲切应力促进塑性变形,对塑性变形有利;拉应力促进断裂,不利于塑性和韧性。
且柔度系数越大,应力状态越柔,越易变形而较不易开裂,越处于韧性状态
2.温度和加载速率的影响
温度对屈服强度影响很大,因为温度有助于激活F-R位错运动,使滑移易于进行。
随温度升高,断裂应力σc变化不大,而屈服强度σs变化很大,两者交点为韧脆转变温度,低于此温度为脆断,高于此温度为韧断。
加载速率的提高,而相对变形速率增加,超过某一限度时会限制塑性变形发展,提高形变抗力,增加脆性倾向
3.材料的微观结构影响
a.各晶类型影响面心立方晶格金属,一般不出现韧脆转换而处于韧性状态,没有韧脆转变;体心立方晶格韧脆转变受温度及加载速率影响很大,易发生解理断裂。
b.成分影响含碳质量分数增加,塑性变形抗力增加,不仅冲击韧性降低,而且韧性转变温度明显提高
c.晶粒大小的影响晶粒细,滑移距离短,在障碍前塞积的位错数目少,相应的应力集中较小,需要消耗更多能量;晶界对裂纹扩展有阻碍作用。
晶粒愈细化,愈易处于韧性状态,降低了韧脆转变温度,提高了韧性和塑性。
15.。