实验四 金属材料的轴向拉伸实验

1、实验四：低碳钢轴向拉伸实验一、实验目的测定低碳钢的强度性能指标：抗拉强度R()。mb测定低碳钢的塑性性能指标：断后伸长率A（）和断面收缩率。11.310观察低碳钢的力学性能、拉伸过程、断口特征及破坏现象。学习电子拉力试验机的使用方法。注：注：括号内为GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法发布前的旧标准引用符号。二、实验原理低碳钢的拉伸FFmR：RFRFeHeHAeHmeL0ReL下屈服强度 ReLFFmR：RFRFeHeHAeHmeL0ReL下屈服强度 ReL：ReLFA0eLoLo拉伸图应力应变meH曲线与试样的尺寸有关。为了消除试样尺寸的影响，把轴向力F 除以试样横截面A 0L

2、除以试样的原始标距0得到名义应变，也叫工程应变，用 曲线形状相似，但消除了儿何尺寸的影响，因此代表了材料本质属性，即材料的本构关系。典型低碳钢的拉伸- 曲线，如上图所示，可明显分为四个阶段：弹性阶段：在此阶段试样的变形是弹性的，如果在这一阶段终止拉伸并卸载，试 E 式中比例系数 E GPaE 称为材料的泊松比。它是代表材料弹性变形的另一个性能参数。45o 方向的滑移线。根据 GB/T2282002 标准规定，试样发生屈服而力首次下降前的最大应力称为上屈服强度记R在屈服期间不计初始瞬时效应时的最低应力称为下屈服强度记“R，eHeL通常把试验测定的下屈服强度ReL 作为材料的屈服极限s 是材料开始

3、进入塑性的标志。不同的塑性材料其屈服阶段的曲线类型有所不同，其屈服强度按GB/T228-2002 规定确而失效。因此，强度设计中常以屈服极限 段已经发生过量变形，必然残留不可恢复的变形（塑性变形，因此，从屈服阶段开始，材料的变形就包含弹性和塑性两部分。 曲线的应力峰值Rm 为材料的强度极限b。对低碳钢来说b 是材料均匀塑性变形的最大抵抗能力，也是材料进入颈缩阶段的标志。颈缩阶段：应力到达强度极限后，开始在试样最薄弱处出现局部变形，从而导致 试样的弹性变形消失，塑性变形则遗留在断裂的试样上。塑性材料和脆性材料的拉伸曲线存在很大差异征有助于正确、合理地认识和选用材料。u测量断后的标距部分长度L 和

4、颈缩处最小直径d ，按以下两式计算其主要塑性指标：断uu后伸长率 （工程上把 5的材料称为塑性材料，把 5）L L式中：L 为试样原始标距长度。0uL0 100%0断面收缩率A A0A0u 100%0和u式中AA 分别是试样原始横截面积和断后最小横截面积。0和u生铁的拉伸铸铁拉伸时没有屈服阶段，拉伸曲线微微弯曲，在变形很小的情铸铁拉伸时没有屈服阶段，拉伸曲线微微弯曲，在变形很小的情FbbA0铸铁的抗拉强度远低于低碳钢的抗拉强度。三、设备及试样电子拉力试验机游标卡尺试样注：试样描述如下注：试样描述如下(a)hlhl0l(b) 金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状L ，

5、通常在0其两端划细线标志。按试样原始标距 L0和原始横截面面积 A0之间的关系分，试样可分为比例试样和定标距A试样（非比例试样）两种。比例试样LKA0，系数 K 通常取为 5.65 或 11.3，前者称为0短比例试样（简称短试样，后者称为长比例试样（简称长试样。对圆形试样来说，原始标5d0。一般应采用短比例试样。定标距试样L A00无上述比例关系。国标GB/T228-2002 中，对试样形状、尺寸、公差和表面粗糙度均有明确规定。四、实验步骤测量试样尺寸：原始横截面面积A L （标距长度。00按要求装夹试样（先选其中一根，并保持上下对中。开机并设置参数测试数据记录并分析试验机复原五、实验报告要求实验原始数据记录表 1-1 试样原始尺寸数据记录材料材料标距d/mmL /mm01I2平均1oII2平均1III2面积平均A /mm20低碳钢1-2 试样断后尺寸断后标距断后标距d /mmu断