实验一碳钢与铸铁的拉伸与压缩实验

实验一：低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验一、实验目的1.测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。

2.测定铸铁的抗拉强度。

3.测定铸铁压缩时的抗压强度。

4.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。

5.分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征。

二、实验内容1.铸铁拉伸实验；2.铸铁压缩实验；3.低碳钢拉伸实验。

三、实验原理、方法和手段常温、静载下的轴向拉伸实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。

实验表明，工程中常用的塑性材料，其受压与受拉时所表现出的强度、刚度和塑性等力学性能是大致相同的。

但广泛使用的脆性材料，其抗压强度很高，抗拉强度却很低。

为便于合理选用工程材料，以及满足金属成型工艺的需要，测定材料受压时的力学性能是十分重要的。

因此，压缩实验同拉伸实验一样，也是测定材料在常温、静载、单向受力下的力学性能的最常用、最基本的实验之一。

依据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸实验方法》分别叙述如下：1.低碳钢试样。

在拉伸实验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图1-1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l图1-1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P）除以试样原始横截面面积A,并将横坐标（伸长ΔL）除以试样的原始标距L0得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力－应变曲线，它与拉伸图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。

低碳钢和铸铁拉伸压缩实验报告摘要：材料的力学性能也称为机械性质，是指材料在外力作用下表现的变形、破坏等方面的特性。

它是由试验来测定的。

工程上常用的材料品种很多，下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表，分析材料拉伸和压缩时的力学性能。

关键字：低碳钢 铸铁 拉伸压缩实验 破坏机理一．拉伸实验1.低碳钢拉伸实验拉伸实验试件 低碳钢拉伸图在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：低碳钢拉伸应力-应变曲线（1）弹性阶段（Ob段）在拉伸的初始阶段，σ-ε曲线（Oa段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。

线性段的最高点则称为材料的比例极限（σp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。

线性阶段后，σ-ε曲线不为直线（ab段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。

卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（σe），一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。

（2）屈服阶段（bc段）超过弹性阶段后，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。

使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（σs）。

当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面打磨，会发现试件表面呈现出与轴线成45°斜纹。

这是由于试件的45°斜截面上作用有最大切应力，这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的，故称为滑移线。

（3）强化阶段（ce段）经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。

若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d-d＇斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。

当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。

竭诚为您提供优质文档/双击可除低碳钢和铸铁压缩实验报告篇一：低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的下屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。

观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、缩颈及断裂），并绘制拉伸图（F－?L曲线）。

2．测定铸铁的抗拉强度Rm。

3．测定铸铁的抗压强度?较。

bc，观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比二、实验设备与试样材料试验机，试样分划机或冲点机，游标卡尺，低碳钢和铸铁的拉伸试样，压缩试样。

三、实验步骤1.低碳钢拉伸试验（1）试样准备为便于观察试样标距范围内伸长沿轴向的分布情况和测量拉断后的标距Lu，在试样平行长度内涂上快干着色涂料，然后用专门的划线机，在标距L0范围内每隔10mm（对长试样）或每隔5mm（对短试样）刻划一根圆周线，或用冲点机冲点标记，将标距L0分成10格。

因直径d0沿试样长度不均匀，故用游标卡尺在标距的两端及中间三个横截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处，在互相垂直的两个直径方向上各测量一次，记入表1-1，算出各自的平均直径，取其中最小的一个作为原始直径d0，计算试样的最小原始横截面面积s0，s0取三位有效数字。

（2）试验机准备根据低碳钢的抗拉强度Rm和试样原始横截面面积s0，由公式Fm=Rms0估算拉断试样所需的最大力Fm。

根据估算的Fm的大小，选择试验机合适的量程。

试验机调“零”。

（3）安装试样将试件的一段夹持在固定夹头内，移动可动夹头至适当位置，可靠地夹好试件的另一端。

（4）检查及试机请教师检查以上步骤完成情况，获得认可后在比例极限内施力至10kn，然后卸力至接近零点，以检查试验机工作是否正常。

（5）施力测读启动试验机加载部分，缓慢均匀地施力。

注意观察试件的拉伸图，参照图5-8所示的几种屈服图形，确定下屈服力FeL，记入表1-2。

过了屈服阶段后，可用较快的速度施力，直至试样断裂为止。

材料拉伸与压缩实验报告参考碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验（实验⼀）⼀、实验⽬的1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限s σ，强度极限b σ，延伸率δ和断⾯收缩率ψ，测定铸铁拉伸时的强度极限b σ。

2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进⾏⽐较，使⽤绘图装置绘制拉伸图（P-ΔL 曲线）。

⼆、实验设备微机控制电⼦万能材料试验机、液压式万能材料试验机、游标卡尺。

三、实验试祥1. 为使各种材料机械性质的数值能互相⽐较，避免试件的尺⼨和形状对试验结果的影响，对试件的尺⼨形状GB6397-86作了统⼀规定，如图1所⽰：图1⽤于测量拉伸变形的试件中段长度（标距L 0）与试件直径d 。

必零满⾜L 0／d 0=10或5，其延伸率分别记做和δ10和δ52、压缩试样：低碳钢和铸铁等⾦属材料的压缩试件⼀般做成很短的圆柱形，避免压弯，⼀般规定试件⾼度h 直径d 的⽐值在下列范围之内：1≤d h≤3为了保证试件承受轴向压⼒，加⼯时应使试件两个端⾯尽可能平⾏，并与试件轴线垂直，为了减少两端⾯与试验机承垫之间的摩擦⼒，试件两端⾯应进⾏磨削加⼯，使其光滑。

四、实验原理图2为试验机绘出的碳钢拉伸P-△L 曲线图，拉伸变形ΔL 是整个试件的伸长，并且包括机器本⾝的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲线图最初⼀段是曲线，流动阶段上限B ‘受变形速度和试件形式影响，下屈服点B 则⽐较稳定，⼯程上均以B 点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P S ，以试样的初始横截⾯积A0除PS ，即得屈服极限：0A Ps S =σ图2屈服阶段过后，进⼊强化阶段，试样⼜恢复了承载能⼒，载荷到达最⼤值P b ，时，试样某⼀局部的截⾯明显缩⼩，出现“颈缩”现象，这时⽰⼒盘的从动针停留在P b 不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。

以试样的初始横截⾯⾯积A 。

除P b 得强度极限为0A P b b =σ延伸率δ及断⾯收缩率φ的测定，试样的标距原长为L 0拉断后将两段试样紧密地对接在⼀起，量出拉断后的标距长为L 1延伸率应为%100001?-=l l l δ断⼝附近塑性变形最⼤，所以L 1的量取与断⼝的部位有关，如断⼝发⽣于L ο的两端或在L ο之外，则试验⽆效，应重做，若断⼝距L 。

实验一 拉伸和压缩实验拉伸和压缩实验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本的实验。

工矿企业、研究所一般都用此类方法对材料进行出厂检验或进厂复检，通过拉伸和压缩实验所测得的力学性能指标，可用于评定材质和进行强度、刚度计算，因此，对材料进行轴向拉伸和压缩试验具有工程实际意义。

不同材料在拉伸和压缩过程中表现出不同的力学性质和现象。

低碳钢和铸铁分别是典型的塑性材料和脆性材料，因此，本次实验将选用低碳钢和铸铁分别做拉伸实验和压缩实验。

低碳钢具有良好的塑性，在拉伸试验中弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段尤为明显和清楚。

低碳钢在压缩试验中的弹性阶段、屈服阶段与拉伸试验基本相同，但最后只能被压扁而不能被压断，无法测定其压缩强度极限bc σ值。

因此，一般只对低碳钢材料进行拉伸试验而不进行压缩试验。

铸铁材料受拉时处于脆性状态，其破坏是拉应力拉断。

铸铁压缩时有明显的塑性变形，其破坏是由切应力引起的，破坏面是沿45︒～55︒的斜面。

铸铁材料的抗压强度bc σ远远大于抗拉强度b σ。

通过铸铁压缩试验观察脆性材料的变形过程和破坏方式，并与拉伸结果进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响。

一、 实验目的1．测定低碳钢的屈服极限s σ（包括sm σ、sl σ），强度极限b σ，断后伸长率δ和截面收缩率ψ；测定铸铁拉伸和压缩过程中的强度极限b σ和bc σ。

2．观察低碳纲的拉伸过程和铸铁的拉伸、压缩过程中所出现的各种变形现象，分析力与变形之间的关系，即P —L ∆曲线的特征。

3．掌握材料试验机等实验设备和工具的使用方法。

二、 实验设备和工具1． 液压摆式万能材料试验机。

2． 游标卡尺(0.02mm)。

三、 拉伸和压缩试件材料的力学性能sm s σσ(、sl σ）、b σ、δ和ψ是通过拉伸和压缩试验来确定的，因此，必须把所测试的材料加工成能被拉伸或压缩的试件。

试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有一定影响。

为了减少这种影响和便于使各种材料力学性能的测试结果可进行比较，国家标准对试件的尺寸和形状作了统一的规定，拉伸试件应按国标GB ／T6397—1986《金属拉伸试验试样》进行加工，压缩试件应按国标GB ／T7314—1987《金属压缩试验方法》进行加工。

实验一 拉伸与压缩实验拉伸实验是对试件施加轴向拉力，以测定材料在常温静荷载作用下的力学性能的实验。

它是材料力学最基本、最重要的实验之一。

拉伸实验简单、直观、技术成熟、数据可比性强，它是最常用的实验手段。

由此测定的材料力学性能指标，成为考核材料的强度、塑性和变形能力的最基本的依据，被广泛、直接地用于工程设计、产品检验、工艺评定等方面。

而有些材料的受压力学性能和受拉力学性能不同，所以，要对其施加轴向压力，以考核其受压性能，这就是压缩实验。

一、实验目的1．通过对低碳钢和铸铁这两种不同性能的典型材料的拉伸、压缩破坏过程的观察和对实验数据、断口特征的分析，了解它们的力学性能特点。

2．了解电子万能试验机的构造、原理和操作。

3．测定典型材料的强度指标及塑性指标，低碳钢拉伸时的屈服极限S σ，(或下屈服极限SL σ)，强度极限b σ，延伸率δ，截面收缩率ψ，压缩时的压缩屈服极限SC σ，铸铁拉伸、压缩时的强度极限b σ、bC σ。

二．实验设备及试件1． 电子万能试验机：试验机结构与原理――材料力学基本实验设备是静态万能材料试验机, 能进行轴向拉伸、轴向压缩和三点弯曲等基本实验。

试验机主要由机械加载、控制系统、测量系统等部分组成。

当前试验机主要的机型是电子万能试验机，其加载是由伺服电机带动丝杠转动而使活动横梁上下移动而实现的。

在活动横梁和上横梁（或工作台上）安装一对拉伸夹具或压缩弯曲的附件，就组成了加载空间。

伺服控制系统则控制伺服电机在给定速度下匀速转动，实现不同速度下横梁移动或对被测试件加载。

活动横梁的移动速度范围是0.05～500毫米/每分钟。

图1-1 万能材料试验机结构图图1—2 拉伸圆试件 测量系统包括负荷测量、试件变形测量和横梁位移测量。

负荷和变形测量都是利用电测传感技术，通过传感器将机械信号转变为电信号。

负荷传感器安装在活动横梁上，通过万向联轴节和夹具与试件联在一起，测量变形的传感器一般称作引伸计安装在试件上。

竭诚为您提供优质文档/双击可除低碳钢和铸铁拉伸实验报告篇一：低碳钢、铸铁的拉伸试验工程力学实验报告实验名称：试验班级：实验组号：试验成员：实验日期：一、试验目的1、测定低碳钢的屈服点?s，强度极限?b，延伸率?，断面收缩率?。

2、测定铸铁的强度极限?b。

3、观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。

4、熟悉试验机和其它有关仪器的使用。

二、实验设备1．液压式万能实验机；2．游标卡尺三、设备简介万能试验机简介具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成；1、加载部分：利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。

2、测控部分：指示试件所受载荷大小及变形情况。

四、实验原理低碳钢和铸铁是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。

低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。

做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。

需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。

大致可分为四个阶段：（1）弹性阶段（ob段）在拉伸的初始阶段，ζ-ε曲线（oa段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。

线性段的最高点则称为材料的比例极限（ζp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量e。

线性阶段后，ζ-ε曲线不为直线（ab段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。

卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（ζe），一般对于钢等许多材料，其(:低碳钢和铸铁拉伸实验报告)弹性极限与比例极限非常接近。

（2）屈服阶段（bc段）超过弹性阶段后，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。

成绩台州学院机械工程学院实验报告班级 _________________ 学号________________ 姓名_________________实验课程：_________________________ 材料力学实验项目：低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验实验日期：______________ 年________ 月________ 日实验一低碳钢和铸铁的拉伸和压缩实验（一）低碳钢和铸铁的拉伸实验实验日期： 报告人: 室 温：小组成员：、实验目的:、实验设备及仪器1） 试验机型号、名称: 2） 量具型号、名称:三、试件1） 试件材料。

试件①：低碳钢 Q235试件②：灰口铸铁 2） 试件形状和尺寸表1 —1试件形状表1— 2试件原始尺寸实验地点: 指导教师:四、实验数据及计算结果表1 —3实验数据材料屈服载荷F s(kN)最大载何F b (kN)拉断后标距(mm断口处直径(mr)i断口处横截面面积(mm2)(1) (2) (3) (4) 平均低碳钢铸铁表1 —4计算结果材料弹性模量E(Gpa)强度指标(MPa塑性指标(%)断口形状屈服极限强度极限%延伸率6截面收缩率屮低碳钢铸铁低碳钢铸铁注：1Pa= 1N/ m五、拉伸曲线示意图O图2铸铁六、思考题1)参考低碳钢拉伸图，分段回答力与变形的关系以及在实验中反映出的现象图1低碳钢2）由低碳钢、铸铁的拉伸图和试件断口形状及其测试结果，回答二者机械性能有什么不同3）测定E时为何要加初载荷P0并限制最高载荷Pn?使用分级加载的目的是什么?（二）低碳钢和铸铁的压缩实验、实验设备及仪器1）试验机型号、名称: 2）量具型号、名称:试件1）试件材料：试件①：低碳钢Q235试件②：灰口铸铁2）试件形状和尺寸表2-2试件原始尺寸三、实验数据及计算结果表2 -3实验数据及计算结果附：计算公式：屈服极限，强度极限，。

盘四、压缩曲线示意图图低碳钢图铸铁五、思考题1)为何低碳钢压缩测不出破坏载荷，而铸铁压缩测不出屈服载荷?2)为什么铸铁压缩时沿轴线大致成45°方向的斜截面破坏?3)通过拉伸与压缩实验，比较低碳钢的屈服极限在拉伸和压缩时的差别?4)通过拉伸与压缩实验，比较铸铁的强度极限在拉伸和压缩时的差别?。

实验一：低碳钢和铸铁的拉伸实验班级：力学系姓名：组别：第一组实验日期：2001.4.13一．实验目的：1. 通过单轴拉伸试验，观察分析典型的塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的拉伸过程，观察断口，比较器机械性能。

2.测定材料的强度指标（屈服极限σs，强度极限σb）和塑性指标（延伸率δ和断面收缩率ψ）。

二．实验原理单轴拉伸实验在电子万能试验机上进行，在实验中，试验机上的载荷传感器和位移传感器分别将感受到的载荷和位移信号转变成电信号送入EDC控制器，信号经放大和模数转换后送入计算机，并将处理后的数据同步显示在屏幕上形成载荷-位移曲线。

三．实验设备：1.试验机型号和名称：WDW-100A型电子式万能材料试验机2.游标卡尺3.计算机，打印机四．实验数据的记录（1）实验数据的记录：a)试件的测量及分析拉伸试件：材料尺寸实验前试验后拉伸低碳钢直径d1=10.00mmd2=10.02mmd3=10.04mm标距 l=96.62mm 颈缩处d=5.20mm断后标距Lu=128.42mm 屈服载荷 Ps=23.859KN 最大载荷Pb=34.694KN端口示意图拉伸铸铁直径d1=9.94mm 最大载荷Pb=10.163KNd2=9.96mmd3=9.92mm断口示意图五．实验结果低碳钢：屈服极限σs=23859*4*3.14|0.01|0.01=3.09GPa，δ=（128.42-96.62）|96.92=32.9%断面收缩率ψ=（10.02*10.02-5.20*5.20）|20.02|10.02=70% 铸铁：=10163*4*3.14|0.00992|0.00992=1.29GPa强度极限σb六．低碳钢拉伸曲P-δl线图：铸铁拉伸P-δl曲线：实验二：低碳钢和铸铁的压缩实验班级：力学系姓名：组别：第一组实验日期：2011.4.13一．实验目的：1. 通过单轴压缩试验，观察并比较低碳钢和铸铁在压缩时变形与破坏现象。