实验一 金属拉伸试验

实验一 低碳钢及铸铁的拉伸试验

一、实验目的

1、通过拉伸破坏试验观察、分析低碳钢和铸铁的拉伸过程，比较其机械性能。

2、测定材料的强度指标和塑性指标。

二、实验设备

1、WEW-600屏显万能材料试验机或WE-B600液压万能材料试验机

2、千分尺、游标卡尺、直钢尺

三、试样的制备

一般拉伸试样由三部分组成，即工作部分、过渡部分和夹持部分。工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态。均匀部分的有效工作长度L0称做标距，d0、A0分别代表工作部分的直径和面积,它们的 关系规定为L0= k0A。为了使各种材料试件的尺寸和形状按国家统一规定，取试件直径d0=10mm标距L0=10d0或L0=5d0。

四、实验原理及方法

常温下的拉伸实验可以测定材料的弹性模量E、屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率Ψ等力学性能指标，这些参数都是工程设计的重要依据。

1、低碳钢弹性模量E的测定

由材料力学可知，弹性模量是材料在弹性变形范围内应力与应变的比值，即

E=

因为σ=P/A, ε=ΔL/L0，所以弹性模量E又可表示为

E=LAPL0 式中：

E—材料的弹性模量，σ —应力，ε —应变，P—实验时所施加的载荷

A—以试件直径的平均值计算的横截面面积，L0—引伸仪标距

ΔL—试件在载荷P作用下，标距L0段的伸长量。

可见在弹性变形范围内，对试件作用拉力P，并量出拉力P引起的标距内伸长ΔL，即可求得弹性模量E。 实验时，如使用WEW-600屏显万能材料试验机，它采用电子测量技术，由计算机对数据进行处理，屏幕显示试验力和变形。

如使用WE-B600液压万能材料试验机，拉力P值由试验机读数盘示出，标距L0=50mm（不同引伸仪标距不同），试件横截面面积A可算出，只要测出标距段的伸长量ΔL，就可得到弹性模量E。

在弹性变形阶段内试件的变形很小，标距段的变形（伸长量ΔL）需用放大倍数为200倍的球铰式引伸仪来测量。为检验载荷与变形之间的关系是否符合胡克定律，并减少测量误差，实验时一般用等增量法加载，即把载荷分成若干个等级，每次增加相同的载荷ΔP，逐级加载。为保证应力不超出弹性范围，以屈服载荷的70%-80%作为测定弹性模量的最高载荷nP。此外，为使试验机夹紧试件，消除试验机构的间隙等因素的影响，对试件应施加一个初始载荷P0（本实验中P0=2.0KN）。

文档

. 实验一 金属拉伸试验

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。它是机构设计的主要依据。在机构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泣强度，这就需要测定材料的性能指标是否符台要求，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、铸铁在拉抻过程中的各种现象，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、试验设备仪器及量具

万能材料试验机，引伸仪，游标卡尺；小直尺。

三、试件

金属材料拉伸试验常用圆形试件。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桶准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／d0＝10，以δ10表示，短试件为L0／d0=5以δs表示。矩形试件截面面积A0和标距L0之间关系应为 文档

. 003.11AL 或 0065.5AL

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

材料的机械性能指标σs、σb、δ、Ψ是由拉伸破坏实验来确定的，实验时万能材料试验机自动给出载荷与变形关系的拉伸图(P—ΔL图)如图2所示，观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。

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／d0＝10，以δ10表示，短试件为L0／d0=5以δs表示。矩形试件截面面积A0和标距L0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

EAFll

得到 lAFlE

金属拉伸实验报告

【实验目的】

1、测定低碳钢的屈服强度REh 、ReL及Re 、抗拉强度Rm 、断后伸长率A和断面收缩率Z 。

2、测定铸铁的抗拉强度Rm和断后伸长率A。

3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。

【实验设备和器材】

1、电子万能试验机WD-200B型

2、游标卡尺

3、电子引伸计

【实验原理概述】

为了便于比较实验结果，按国家标准 GB228—76中的有关规定,实验材料要按上述标准做成比例试件,即：

圆形截面试件： L0 =10d0 (长试件) 式中: L0 --试件的初始计算长度(即试件的标距);

--试件的初始截面面积;

d0 --试件在标距内的初始直径

实验室里使用的金属拉伸试件通常制成标准圆形截面试件,如图1所示

图1拉伸试件

将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。

1、低碳钢（典型的塑性材料） （a）低碳钢拉伸曲线图 （b）铸铁拉伸曲线图 当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP 。

在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性极限的力值。