材料的拉伸试验实验报告

材料的拉伸试验实验内容和目的(1)在室温和静态负载条件下，测量软钢材料的降伏强度、抗拉强度、延伸率和剖面收缩率。(2)掌握万能材料试验机的工作原理及使用方法。实验材料和设备低碳钢，游标卡尺，万能试验机。试样的准备金属拉伸试样的外观根据国家标准GB639786 金属拉伸试验试样，根据产品的品种、规格和测试目的，分为圆形截面样品、矩形截面样品、特殊截面样品和未加工完整截面样品四种。最常用的是圆形和矩形剖面范例。如图1所示，圆形和矩形截面示例均由平行、平移和钳制三部分组成。并行部分的测试段长度称为样品的螺距，根据样品的螺距和横截面面积之间的关系分为比例样品和校准间隔样品。圆形剖面比例范例通常使用或，而矩形剖面比例范例通常使用或。其中使用长比例样例(简单的长样例)和短比例样例(短样例)。校准间隔样本和之间没有上述比例关系。过渡部分通过圆弧和平行部分平滑连接，使试样破损时断裂位于平行部分。夹紧部分稍大，根据样品大小、材料特性、测试目的和万能试验机的夹紧结构设计了形状和大小。有关样品的形状、大小和加工的技术要求，请参阅国家标准GB 6397-86。(a)(b)图1拉伸示例(a)圆形截面样品；(b)矩形截面样本实验原理在拉伸试验过程中，外力必须通过示例轴，确保材料处于单向应力状态。软钢塑性良好，在软钢破裂前大致分为四个阶段：弹性阶段：诗篇的变形是灵活的。在此范围内卸载时，示例将恢复为原始大小，而不会发生剩馀变形。降伏(流动)阶段：应力应变曲线上显示明显的降伏点。这表示材料暂时失去抵抗继续变形的能力。此时，应力基本不变，应变快速增长。降伏点通常用作材料的降伏极限(也称为降伏强度)。也就是说，材料开始进入塑胶的指示。如果结构、零件的应力超过降伏限制，则材料将屈服，过度变形会使零件失效。因此，强度设计通常使用降伏极限作为确定许用应力的标准。加强阶段：屈服阶段结束后，应力应变曲线开始重新上升，材料继续恢复抗变形能力后，载荷必须继续增加。d点是应力应变曲线的最高点，定义为材料的强度限制，材料的拉伸强度，即在低碳钢中，拉伸强度是材料均匀塑料变形的最大阻力，是材料进入颈部收缩阶段的标志。颈部收缩阶段：当应力达到强度极限时，塑料变形开始局部进行。局部剖面急剧收缩，搬运区域迅速减小，从而快速减少施加在试件上的载荷，直到断开为止。破碎后，样品的弹性变形消失，塑料变形留在破碎的样品上。材料的塑性通常通过样品断裂后的残余变形来测量，单个拉伸时的塑性指标用断裂伸长率和剖面收缩率来表示。也就是说其中样品的原始标准距离；对接破样后两个标点符号之间的距离。样品的原始剖面面积；破碎试样的断裂中的最小剖面面积。低碳钢颈部收缩部分的变形在总变形中占很大的比重。测试断裂后的伸长率时，颈部收缩部分及其影响区域的塑性变形应包括在螺距l中。为此，断裂位置必须靠近螺距的中心，如果断裂位于规外，则测试无效。工程一般认为材料断裂伸长率为5%，属于固件，5%属于脆脆。固件的特点是易碎前宏观塑性变形大，断裂形态为深灰色纤维状组织。低碳钢破碎时塑性变形大，断裂是杯状周长为45的剪切裂缝，断裂由深灰色纤维组成，是典型的韧性断裂。实验过程(1)将样本对准上标点，并对上间距为或的刻度进行特性化。(2)在样本节距范围的中间和两个节距点的内部附近，分别使用光标卡尺在相互垂直的方向测量样本直径的平均值，以计算该位置处样本的直径，并将三者中的最小值用作计算的直径。(3)将样品安装在万能试验机的上下卡盘之间，估算试样的最大载荷，选择相应的动力板，进行相应的摆配置，调整动力测量指针，使其指向“0”点，使从动指针靠近。(4)启动万能试验机，以均匀速度缓慢加载，观察屈服现象和颈部收缩，直到样品被拉出来，并分别记录活动指针旋转时最小载荷和从动指针停留位置的最大载荷。(5)去除破损样本，按断裂吻合，用光标卡尺测量剪切中最小直径和两个标点符号之间的距离。注意事项(1)严格遵守实验设备和设备的各种操作规定，严禁“快速”加载文件。启动万能试验机后，操作人员不得离开工作场所，实验中发生故障，应立即停止运行。(2)加载时速度均匀，速度慢，必须防止冲击。数据处理(1)试样的原始尺寸表1示例原始数据材料材料名字称为考试前标记街道L1(毫米)直径d(mm)最小横截面面积a123平均平均平均嫩江(2)测试后样品大小表2拉伸后的样本大小数据材料材料名字称为实验后标记街道L1(毫米)颈部收缩的直径d1(mm)颈部收缩区域(平均嫩江(3)数据记录表3万能试验机数据材料名称屈服载荷(kN)最大负载(kN)嫩江(4)计算过程(5)计算结果表4计算结果表材料名称强度指示器塑料指标屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)延伸率横截面收缩