实验一低碳钢及铸铁的拉伸试验

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1、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而的单向应力状态。均匀部分的有效工作长度5称做标距，do>Ao分别代表工作部分的直径和面积，它们的关系规定为5二k州。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d尸10mm标距L

2、10do或Lo=5d0o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、屈服极限亠、强度极限K、延伸率5和断面收缩率屮等力学性能指标，这些参数都是工程设计的重婆依据。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「应变的比值，即(TE"因为o=P/A,£=AL/Lo,所以弹性模量E乂可表示为ZkE二A从式屮：E—材料的弹性模最，。一应力，£—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，L。一引伸仪标距AL—试件在载荷P作用下，标距Lo段的伸长量。可见在弹性变形范围内，对试件作用拉力P,并

3、量出拉力P引起的标距内伸长△・，即口J求得弹性模量E。实验时，如使用WEW-600屏显万能材料试验机，它采用电了测量技术，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Lo=5Onun（不同引伸仪标距不同），试件横截面而积A可算出，只要测出标距段的伸长MAL,就可得到弹性模量Eo在弹性变形阶段内试件的变形很小，标距段的变形（伸长暈需用放人倍数为200倍的球较式引伸仪來测量。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，

4、每次增加相同的载荷AP,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代。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，对试件应丿施加一个初始载荷Po（本实验中Po二2.0KN）o实验过程中，从Po到人逐级加载，载荷的每级增最均为AP。对应着每级载荷Pi,记录相应的伸长乩，，与人厶之差即为变形增量A（AL）・，它是△〃引起的变形（伸长）增量。在逐级加载中，如果得到的基木相等，则表明△【」与P为线性关系，符合虎克定理。完成一次加载过程，将得到Pi和^，的一组数据，按平均法计算弹性模量，即AP.f_1n

5、A•人（区）其中77曰'为变形增量的£=200xoA[AL]=丄£A（AL）,平均值；200为测蜃变形的放人倍数。2、屈服极限①、强度极限％的测定测定弹模后继续加载使材料到屈服阶段，进入屈服阶段时，载荷常有上下波动，其中较大的载荷称为上屈服点，较小的称为下丿出:服点。一般用第一个波峰的下丿用服点表示材料的屈服载荷Ps,它所对应的应力为屈服极限OSo屈服阶段过后，材料进入强化阶段，试件又恢复了承载能力。载荷达到最大值Pb时，试件某一局部的截而明显缩小，出现“颈缩”现象。这吋载荷迅速下降，试件即将被拉断,这时所示的载荷即为破坏载荷P”它所对应的应力叫强度极

6、限Obo其中Ao_4^°,为最小直径。3、延伸率（5和断面收缩率屮的测定试件的原始标距L0断后将两段试件紧密地对■接在一起，量出拉断后的标距长为L-延伸率应为厶X100%式中L。一试件原始标距，为50mm；L】一试件拉断后标距长度。対于塑性材料，断裂前变形集中在颈缩处，该部分变形最大，距离断口位置越远，变形越小，即断裂位置对延伸率是有影响的。为了便于比较，规定断口在标距中央三分Z—范围内测出的延伸率为测量标准。若断口不在此范围内，则需进行折算，也称断口移中。貝体方法如下：以断口0为起点，在长度上取棊木等于短段格数得到E点，当长段所剩格数为偶数时（如图b

7、）则山所剩格数的一半得到C点，1RBC段长度将其移至短段边，则得到断口移中的标距长，其计算式为S=AB+2BC如果长段所剩格数为奇数时（如图c）则rti所剩格数加一格之半得6点和减-•格之半得到c点，移中后的标距长为,Lt=AB+BC>+BC将计算所得的L］代入式小，可求得折算后延伸率。为了测定低碳钢的断面收缩率，试件拉断麻，在断口处两端沿两个互相垂直的方向各测量一次直径，取其平均值计算断口处横截而积，再按下式计算面积收缩率X100%式小A。一试件原始横截而积A】_试件拉断后断口处最小而积五、试验步骤I使用WEW-600屏显万能材料试验机的实验步骤1、

8、试验系统的开机顺序为：计算机一放人器箱一试验机本软件的启动有多种方法：a、按“开始”->“程序