材料拉伸时的力学性能

材料拉伸时的力学性能工程机械运用技术专业国家教学资源库《机械基础技术应用》课程问题导入构件是否会破坏与构件所用的材料的性能有关。材料在外力作用下所表现出来的规律性和特征，称为材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、韧度、硬度等。学习内容1、材料拉伸试验2、低碳钢拉伸时的力学性能3、灰铸铁拉伸时的力学性能材料拉伸时的力学性能一.材料拉伸试验分析讨论1、试验条件：常温(20℃)；静载（及其缓慢地加载）。标准试件典型试验材料类型：

低碳钢：灰铸铁：塑性材料的典型代表；脆性材料的典型代表；标准试件：标距：用于测试的等截面部分长度；尺寸符合国标GB228.1-2010的试件；圆截面试件标距：l=10d

或5d标点l标距d2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。试件装夹F--ΔL曲线R--ε曲线二.低碳钢拉伸时的力学性能A′ACDRεBEαRPReRmReOO1FH低碳钢拉伸时的R-ε曲线1）弹性阶段OA′段:弹性变形：Re称为弹性极限；OA为直线段：R=Ｅε；tanα=Ｅ，Ｅ——材料的弹性模量；Rp，称为比例极限。通常认为比例极限等于弹性极限。A′ACDRεBEαRPReRmRelOO1FH低碳钢拉伸时的R-ε曲线2）屈服阶段BC段:塑性变形；应力基本不变，应变迅速增加；Rel，称为屈服极限；45°的条纹：滑移线。二.低碳钢拉伸时的力学性能A′ACDRεBEαRPReRmRelOO1FH低碳钢拉伸时的R-ε曲线3）强化阶段CD段:Rm，称为强度极限；冷作硬化：卸载后再加载，材料的弹性极限提高而塑性降低。二.低碳钢拉伸时的力学性能A′ACDRεBEαRPReRmRelOO1FH低碳钢拉伸时的R-ε曲线4）颈缩阶段DE段:截面尺寸显著减小，出现缩颈现象；试件在缩颈处被拉断。颈缩：断裂：二.低碳钢拉伸时的力学性能材料的拉伸力学性能指标

1.材料的强度指标

（1）屈服点Rel：表示材料产生屈服时对应的应力。屈服点也称为屈服强度。Rel=Fs/S0

（MPa）

（2）抗拉强度Rm

：

指试样在拉伸过程中所能承受的最大应力值。

Rm=Fb/S0

（MPa）

以上式子中，Fs为试样发生屈服变形时的载荷（N），Fb是试样断裂前所承受的最大载荷(N),S0是试样的原始横截面积(㎜2)。

（1）弹性模量E：

表征了材料抵抗弹性变形的能力，也称之为刚度。E=R/ε=tanα（MPa）式中，R为弹性变形阶段的应力，ε为相应的应变，tanα为拉伸曲线的斜率。

（2）弹性极限Re：指材料在弹性变形阶段所能承受的最大应力。

Re=Fe/S0

（Mpa）式中，Fe是试样发生所弹性变形时的最大载荷(N)。

2.材料的弹性指标

（1）伸长率At

：是指试样拉断后，标距伸长量与原始标距的百分比。At=（l1-l0）/l0

×100%式中，l1是试样断裂后的标距（㎜），l0是试样的原始标距（㎜）。（2）断面收缩率Z：是指试样拉断后横截面积的缩减量与原始横截面积之比。Z=（S0-S1）/S0

×100%

式中,S1是试样断裂处的最小横截面积（㎜2），S0是试样的原始横截面积(㎜2)。

3.材料的塑性指标

三.灰铸铁拉伸时的力学性能灰铸铁拉伸时的R-ε曲线变形不明显；无屈服阶段和缩颈现象；典型的脆性材料；断裂总延伸率At<1%；Rm——强度极限。本知识点主要内容：1.材料拉伸试验2.低碳钢和灰铸铁拉伸试验分析3.材料拉伸力学性能分析总结应用小结Q&A2、三根不同材料的试件尺寸相同，它们的R-ε曲线，如图所示，哪一种材料强度高？在弹性阶段内，哪一种材料的