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文档简介
1、 碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验一、实验目的ssy1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限 ,强度极限 ,延伸率d 和断面收缩率 ,sbs测定铸铁拉伸时的强度极限 。b2、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- l 曲线)。二、实验设备微机控制电子万能材料试验机、直尺、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 )与试件直径 d。必零满足 l00d =10 或 5,其延伸率分别记做和
2、和01052、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:h1 d 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。图 2 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 l 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
3、的载荷 p ,以试样的初s始横截面积 a0 除 ps,即得屈服极限:ps=sas0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,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pb针停留在 p 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b试样的初始横截面面积 a。除 p 得强度极限为bpba=sb0延伸率 及断面收缩率 的测定,试样的标距原长为 l 拉断后将两段试样紧0密地对接在一起,量出拉断后的标距长为 l 延伸率应为1l -l=100%d10l0试样拉断后,设颈缩处的最小横截面面积为 a ,由于断口不是规则的圆形,1应在两个相互垂直的方
4、向上量取最小截面的直径,以其平均值计算 a ,然后按下1式计算断面收缩率:a - a=100%y01a0铸铁试件在变形极小时,就达到最大载荷 p 而突然发生断裂。没有屈服和b颈缩现象,其强度极限远小于低碳钢的强度极限。 图 4 为低碳钢试件的压缩图,在弹性阶段和屈服阶段,它与拉伸时的形状基rs本上是一致的,而且 也基本相同,所以说,低碳钢材料在压缩时的 e 和 都ss与拉伸时大致相同,低碳钢的塑性好,由于泊松效应,试件越压越粗,不会破坏,横向膨胀在试件两端受到试件与承垫之间巨大摩擦力的约束,试件被压成鼓形,进一步压缩,会压成圆饼状,低碳钢试件压不坏,所以没有强度极限。图 5 为铸铁试件压缩图,
5、p- l 比同材料的拉伸图要高 4-5 倍,当达到最大r载荷 时铸铁试件会突然破裂,断裂面法线与试件轴线大致成 45 55 的倾角。00b这表面,铸铁压缩破坏主要是由剪应力引起的。五、实验步骤低碳钢拉伸试验步骤:1、测量试样尺寸测定试样初始横截面面积 a 时,在标距 l 的两端及中部三个位置上,沿两个互相垂直的方向,测量试样直径,以其平均值计算各横截面面积,取三个横截面面积中的最小值为 a 。2、检查试验机的夹具是否安装好,各种限位是否在实验状态下就位;3、安装试件。安装时仅将试件上端夹紧,下端悬空,然后再试件上夹持引伸计;4、启动下降按钮将试件移下,停止安装好试件,进行调零,回到试验初始状态
6、;5、根据实验设定,启动实验开关进行加载,注意观察试验中的试件及计算机上的曲线变化;6、实验完成,保存记录数据;7、试件破坏后(非破坏性试验应先卸载),断开控制器并关闭,关闭动力系统及计算机系统,清理还原。 铸铁压缩试验步骤:1、测量试样尺寸,测量试样两端及中间等三处截面的直径,取三处中最小d一处的平均直径 作为计算原截面积 之用。a002、调整试验机,选择测力度盘,调整指针对准零点,并调整自动绘图器。电子万能试验机按软件操作指南步骤进行。3、安装试样,将试样两端面涂上润滑油,然后准确地放在试验机活动台支承垫的中心上。4、检查及试车液压试验机试车时将试验机活动台上升,试件亦随之上升,当试件上端
7、面接近承垫时应减慢活动台上升速度,避免突然接触引起剧烈加载,当试件与上承垫刚接触时,将自动绘图笔调整好,使它处于工作状态,用慢速预加少量载荷。然后卸载近零点,以检查试验机工作是否正常。5、进行试验铸铁试件,缓慢而均匀地加载,同时使用自动绘图装置绘出 p-d 曲线,lp直到试件破裂为止,记下破坏载荷 。b6、结束工作打开回油间,将载荷卸掉,取下试件,使试验机复原。六、数据处理低碳钢拉伸:试样直径 da点b点c点7.847.807.787.807.807.787.78原始标距(mm)断后长度(mm)105800.0002强度极限屈服极限 pbapss =asb00延伸率应为:-l ld=100%=(105-80)/80=31.25%01l0断面收缩率:a-ay=100%=(2*
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