金属材料拉伸实验

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1、金属材料拉伸实验一、实验目的1．测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。2．测定铸铁的抗拉强度。3．比较低碳钢（塑性材料）和铸铁（脆性材料）在拉伸时的力学性能和断口特征。4．观察金属材料在拉伸过程中的变形与破坏。二、实验设备1．WE-300型、WE-600型液压式万能材料试验机。2．游标卡尺、米尺。三、实验原理1．试件：拉伸试验所用试件如图2-1所示。夹持部分用来装入试验机夹具中以便夹紧试件，过渡部分用来保证标距部分能均匀受力，这两部分的形状和尺寸，决定于试件的截面形状和尺寸以及机器夹具类

2、型。标距0是待试部分，也是试件的主体，其长度通常简称为标距，也称为计算长度。试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大。为了能正确地比较各种材料的力学性质，国家对试件尺寸作了标准化规定。图2-1根据国标GB/T228-2002规定，拉伸试样分比例试样和非比例试样两种。比例试样的原始标距与原始横截面积的关系满足。比例系数取5.65时称为短比例试样，取11.3时称为长比例试样，国际上使用的比例系数取5.65。非比例试样与无关。本次试验所用试件为长比例试件。2．实验原理：低碳钢拉伸过程经历四个过程,如图2-2所示

3、。图2-2图2-31）弹性阶段：包括正比例阶段，其正切值tga为弹性模量E，此阶段任意一点处卸载，试样能沿着原来的曲线恢复到零点的状态。2)屈服阶段：载荷不增加而变形急剧增大，材料失去抵抗变形的能力，产生屈服。此时，测力度盘指针来回摆动，其摆动的所指的最小值即是屈服载荷PS。3)强化阶段：继续加载，材料继续产生变形，这一阶段，低碳钢材料重新恢复了抵抗变形的能力，实际的生产中，对低碳钢加工，使其达到强化阶段，可使材料的强度极限提高，达到节约材料的目的。在强化阶段达到最大载荷Pb。4）径缩阶段：低碳钢产生明显

4、的径缩现象，断口处有热量产生。图2-3为铸铁拉伸图。铸铁在变形很小时被拉断。铸铁的延伸率和截面收缩率很小，很难测出。3．低碳钢与铸铁强度指标与塑性指标1）低碳钢屈服极限（）强度极限（）延伸率截面收缩率2）铸铁强度极限（）四、实验步骤1．用直尺，测量出试件的原始标距L0,并在标距范围内测出试件初始直径d0,测量完后作好记录。2.选好测力盘,调整好测力指针,并使主动针从动针靠拢。先将试件装入上夹头内,再移动下夹头，使其到达合适的位置，把试件下端紧。3.关闭回油阀、送油阀，启动电机，缓慢打开送油阀，开始对试件加

5、载。4.加载过程中注意观察测力指针的变化，用慢速加载，使试件的变形匀速增长。国家标准规定的拉伸速度是：屈服前，应力增加速度为10MPa／s，屈服后，试验机活动夹头在负荷下的移动速度不大于0.5／min。在试件匀速变形的过程中，测力盘上的指针起初也是匀速前进的，但是，当指针停止前进或倒退时就表明试样进入屈服阶段，读出指针来回摆动的最小载荷PS。试件拉断后立即停机并由表盘上被动指针读出最大的拉伸载荷Pb5.取下试件,用游标尺测量断口处最小的直径d1，对齐标记将被拉断试件的两段对接在一起，用直尺测出断后标距L1

6、。6.铸铁拉伸实验方法与低碳钢基本相同，注意铸铁没有屈服过程。在表盘上只读最大拉伸载荷Pb。五、实验数据记录与处理1．试验原始数据记录在附录一的相应表格里。2．试样直径的测量与测量工具的精度保持一致。3．横截面面积的计算值取4位有效数字。4．拉伸力学性能指标的数值应保留计算过程。