金属材料力学性能实验报告
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实验名称实验一金属材料静拉伸试验
实验设备1）电子拉伸材料试验机一台，型号HY-10080
2）位移传感器一个；
3）刻线机一台；
4）游标卡尺一把；
5）铝合金和20#钢。
试样示意图
图1 圆柱形拉伸标准试样示意图
试样宏观断口示意图
图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图
（和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口，几乎没有颈缩，可以知道为切应力达到极限，发生韧性断裂）
图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图
（可以明显看出，试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。断口处可以看出有三个区域：1.试样中心的纤维区，表面有较大的起伏，有较大的塑性变形；2.放射区，表面较光亮平坦，有较细的放射状条纹；3.剪切唇，轴线成45°角左右的倾斜断口） 原始数据记录
表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.00
9.97 9.92 10.00 10.00 10.00 10.00 9.92
左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.69 8.68 8.70 8.70 8.64 8.72 8.70 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据（单位：mm ）
两试样的初始标距为050 L mm 。
表3 铝合金拉断后标距测量数据记录（单位：mm ）
AB BC AB+2BC 平均 12.32 23.16 58.64 58.79
24.02
17.46
58.94
测量20#钢拉断后的平均标距为u L =69.53 mm ，断口的直径平均值为u d =6.00 mm 。 测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm 。
数据处理：
1.20#钢正火材料（具有明显物理屈服平台的材料）
20#钢正火材料试样的载荷-位移曲线试验结果见图4。 （1）由图可得各特征力值及对应的位移值分别为： 比例伸长力20.6 kN p F =；
下屈服力24.5 kN el F =；
最大力37.2 kN m F =； 断裂载荷27.1 kN F F =； 断裂后塑性伸长21.4 mm F L ∆=； 断裂后弹性伸长 2.4 mm e L ∆=。 （2）由各特征力值计算各强度指标
比例强度： 2200/4/()420.69.97GPa=263.9MPa p p p R F S F d ππ===⨯÷÷ 下屈服强度： 20/424.59.97GPa=313.8MPa el el R F S π==⨯÷÷ 抗拉强度： 20/437.29.97GPa=476.5MPa m m R F S π==⨯÷÷ 断裂强度： 2F F 0/427.19.97GPa=347.1MPa R F S π==⨯÷÷
（3）由各特征位移及实验所测数据计算塑性指标（断后伸长率和断面收缩率） 断后伸长率：00()/100%(69.5350)/50100%39.06%u A L L L =-⨯=-⨯= 断面收缩率：
2220000222111
()/100%()/()100%
444
=(9.97-6.00)/9.97100%63.78%
u u Z S S S d d d πππ=-⨯=-⨯⨯= 2.铝合金材料（不具有明显的物理屈服平台）
铝合金材料试样常温拉伸实验载荷-位移曲线如图6。
由于铝合金材料不具有明显的物理屈服平台，其屈服强度一般采用规定非比例延伸强度0.2p R 表示。即在横轴上找应变为0.2%的点，过此点作平行于载荷-位移曲线弹性段的辅助线与载荷-位移曲线相交，相交点即为0.2p P 力值点。则条件屈服强度0.2p R 可由下式计算：
0.20.20/p p R F S = ○
1 在载荷-位移曲线上，找00.2%50mm 0.1mm L L ε∆=⨯=⨯=的点，作BM 的平行线，如图6所示，得到0.2p F 。
（1）由图6可得各特征力值分别为：
