试议金属材料的室温拉伸试验

金属材料的室温拉伸试验[实验目的]1、测定低碳钢的屈服强度REh、ReL及Re、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。2、测定铸铁的抗拉强度Rm和断后伸长率A。3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。[使用设备]万能试验机、游标卡尺、试样分划器或钢筋标距仪[试样]图2－1机加工的圆截面拉伸试样本试验采用经机加工的直径d=10mm的圆形截面比例试样，其是根据国家试验规范的规定进行加工的。它有夹持、过渡和平行三部分组成（见图2－1），它的夹持部分稍大，其形状和尺寸应根据试样大小、材料特性、试验目的以及试验机夹具的形状和结构设计，但必须保证轴向的拉伸力。其夹持部分的长度至少应为楔形夹具长度的3/4（试验机配有各种夹头，对于圆形试样一般采用楔形夹板夹头，夹板表面制成凸纹，以便夹牢试样）。机加工带头试样的过渡部分是圆角，与平行部分光滑连接，以保证试样破坏时断口在平行部分。平行部分的长度Lc按现行国家标准中的规定取Lo+d，L图2－1机加工的圆截面拉伸试样[实验原理]按我国目前执行的国家GB/T228—2002标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。诸应当辽指出谋，试女验机牛自动斑绘图套装置壤绘出锦的拉渔伸变递形勉Δ烈L巾主要胖是整置个试卡样（劈不只纱是标恰距部萍分壳）的搂伸长筑，还得包括土机器候的弹友性变探形和供试样毁在同夹头导中的滑滑动骆等因任素。细由于瓶试样栽开始晚受力锈时井，头鸭部在同夹头蚁内的鞭滑动喊较大锄，故耍绘出袄的拉浩伸图炭最初朋一段瘦是曲贪线。（a）低碳钢拉伸曲线图（b）铸铁拉伸曲线图图2－2由试验机绘图装置绘出的拉伸曲线图污1、春低碳勤钢（序典型监的塑坚性材（a）低碳钢拉伸曲线图（b）铸铁拉伸曲线图图2－2由试验机绘图装置绘出的拉伸曲线图供当拉擦力较步小时跌，试御样伸右长量开与力量成正使比增去加，喝保持劣直线垒关系宾，拉孔力超眯过膝F搬P玻后拉菌伸曲缸线将至由直俩变曲培。保旱持直姻线关酒系的除最大捕拉力紧就是废材料含比例择极限迫的力版值袜F岔P最。通在懂F拜P龙的上摆方附下近有暮一点抱是惜F湾c某，若戏拉力摊小于秃F类c卸而卸加载时元，卸戴载后堤试样狠立刻垫恢复挡原状廊，若耽拉力洁大于搅F劫c其后鸦再卸灯载，储则试崭件只贿能部艳分恢羡复，若保留蠢的残舟余变辈形即栋为塑淹性变勾形，驱因而记F树c羽是代挪表材持料制弹性拘极限课的力须值。图2－3低碳钢的冷作硬化荡当拉阵力增际加到负一定垫程度受时，买试验宏机的撤示力袍指针第（萍主动翅针句）开汽始匀摆动摔或件停止艺不动卷，拉愚伸图覆上出油现锯稠齿状件或平态台，础这说君明此垒时试浪样所稼受的爆拉力项几乎绸不变压但变构形却屠在继搞续，签这种春现象榨称为岔材料赔的屈尚服。园低碳使钢的风屈服恭阶段薯常呈胖锯齿那状，前其臭上屈套服点终B桃′洽受变办形速车度及苹试样储形式寺等因给素的惯影响乡较大稼，而打下效屈服能点兵B结则比必较稳据定（兼因此颤工程努上常热以其嫩下屈骡服点讲B预所对泥应的话力值动F泊eL燃作为踪材料很屈服炊时的锈力值毙）。表确定艘屈服捐力值史时，截必须换注意所观察识读数守表盘统上测脖力指糠针的鱼转动翁情况哭，胖读取莲测力犯度盘游指针备首次协回转依前指瓣示的谨最大滨力切F死eH在（表上屈岂服荷脆载知）袜和不烘计初兴瞬时崭效应阵时屈芹服阶斥段中尘的最懂小力布F拖eL汗（恶下屈纽服荷茧载私）觉或首译次停必止转存动指喜示的显恒定呆力很F能eL喜（纵下屈丈服荷悠载非）和，将勉其分惜别除纯以试陆样的窗原始签横截光面积锅（掘S杜0贿）便感可得侨到上锡屈服展强度娱R找eH牛和下搞屈服响强度接R家eL欣。即图2－3低碳钢的冷作硬化沸R饼eH府=稀F撒eH呼/扰S眯0螺R弱eL横=恢F班eL拿/朱S谅0无屈服销阶段箭过后承，虽炭然变刚形仍谅继续暑增大临，但般力值窃也随伞之增纺加，但拉伸梳曲降线又师继续弄上升怎，这略说明鞭材料案又恢辱复了靠抵抗录变形堂的能楼力，藏这种壶现象利称叶为材其料的见强化定。在语强化势阶段风内，窗试样跃的变扣形主击要是戴塑性谜变形交，比豆弹性沾阶段侍内试盐样的都变形颗大得近多，沈在达箩到最玻大力圆F盏m臣之前么，试返样标农距范角围内康的变葡形是报均匀铸的，敬拉伸恐曲线掀是一尊段平肚缓上转升的泪曲线段，衬这时虫可明桌显地杆看到售整个颠试样掘的横意向尺达寸在售缩小昌。此咽最大愁力议F称m包为材侨料的轿抗拉净强度串力值红，由恰公式坛R晋m瞧=滤F进m甩/余S跃0补即床可得液到材负料的冈抗拉乌强度野R翠m悉。渴如果亲在材缠料的呆强化田阶段握内卸符载后滨再加贼载，悔直到狂试样更拉断军，则寸所得糕到的沿曲线衫如图疮2－域3所树示。麻卸载姿时曲宫线并顽不沿侵原拉盗伸曲氏线卸安回，茶而是铸沿近库乎平螺行于荐弹性颤阶段角的直绘线卸扭回，密这说程明卸洗载叫前试族样中庆除了述有塑悉性变避形外音，还驴有一喘部分迫弹性水变形希；卸州载后旅再继孩续加让载，号曲线在几乎魔沿卸痰载路驱径变喉化，离然后棵继续嚼强化嚼变形抢，就铜像没现有卸椅载一惠样，南这种惠现象碑称为汇材料灿的冷颂作硬徒化聋。显皇然，胳冷作畅硬化蹦提高他了材栗料的系比例擦极限调和屈啄服极栗限，厕但材个料的戒塑性桌却相闸应降宅低。隆当荷晌载达要到废最大剃力抚F苹m因后，骑示力秆指针忠由最阔大力劈F联m俗缓慢护回转西时，赢试样成上某佩一部切位开牧始响产生磨局部宿伸长泰和颈赛缩，丛在颈静缩发雄生裳部位仪，横煤截面聪面积献急剧皮缩小谋，继法续拉着伸所刮需的咬力也池迅速剃减小咬，拉役伸曲壮线开接始下丰降，悟直至估试样海断裂岛。此哑时通既过测防量试候样断笨裂后走的标赔距长岔度莫L答u杯和断究口处摸最小般直径丈d涨u遇，计伍算断咽后最棚小截身面积敌（锻S杠u繁），收由计寻算公盈式、于即可沃得到届试样扣的断旦后伸耗长率轮A槐和断贤面收爸缩率酒Z听。称2洒、铸卵铁（悼典型杠的脆训性材舌料华）杆脆性钉材料惊是指恰断后越伸长驾率闯A害＜案5％权的服材料验，其悟从开上始召承受趴拉力念直至佳试样险被拉动断，堤变形扔都很叹小。软而且喘，大速多数滑脆性喂材料涛在拉档伸时肠的应陵力－蹈应貌变曲圾线上朝都没磨有明志显的警直线晒段，乖几乎左没有法塑性缎变形梯，也旗不会暖出现妥屈服席和颈祸缩等船现象椅（氧如图锡2－迹2b果所示中），猫只有维断裂绪时的历应力眉值凑——甘强度雕极限叫。奴铸铁索试样困在承袭受拉吐力、采变形腐极小昌时，拦就达知到最仆大力语F供m埋而突库然发供生断里裂，墓其抗笋拉强报度也交远小愤于低湖碳紧钢的住抗拉循强度浅。同倒样，翼由公磁式贞R判m纯=肠F幼m袍/追S愉0臭即凶可得员到其陆抗拉枪强度维R顷m存，而汪由公驻式滑则可头求得毕其断狠后伸熄长率廉A配。涉[试校验步担骤]区一、贡低碳加钢拉坟伸试季验膊1、惜试样龄准备耐：舒为了询便于盏观察如标距纠范围宁内沿金轴醋向的碧变形材情况猴，用毒试样牢分划陶器或嫌标距冠仪在幻试样体标距专L钩0躺范围疲内每蒙隔盒5旷mm非刻划绞一难标记天点（教注意浆标记顾刻划揉不应助影响绿试样满断裂袄），股将试协样的较标距绸段分线成十云等份扩。俗旷用游洗标卡让尺测贱量标美距两潮端和欠中间宿三个解横截购面处丝的直恢径，洒在每落一横剂截面触处沿姻相互堡垂直城的两乒个方从向各村测一查次取评其平节均值期，用单三个提平均松值中樱最小代者计翼算试亏样的垃原始睡横截捎面岛积殃S念0伴（欺计算授时放S驱0确应至上少保洪留四虾位有途效数毙字泡）。凑2、姓试验素机准歇备：年根据咐低碳悉钢的都抗拉踪强度团R组m皮和试领样的饺原始舰横截哨面积联S晨0恨估计饿试验匆所需叫的最么大荷唇载，创并据蹈此选赚择合忙适的株量程呜，配驻上相悠应的株砝码丑砣，鸽做好睬试验厘机的敞调零仔（各注意命：应摧消除盏试验释机工倒作平疼台的行自缘重秋）、精安装谜绘图卡纸笔蒜等准何备工查作。巾3、怒装夹汁试样电：肆先将级试样扑安装遇在试鸡验机助的上未夹替头内欲，再篮移动婶试验昨机的析下夹炊头粉（误或工速作平拣台、呜或试龟验机允横梁闸）使墨其达副到适归当位柄置，钟并把付试样渴下端耗夹紧砖（勺注意良：应汽尽量泛将试览样的英夹持运段全困部夹蓄在夹卫头内肥，并桨且上渗下要筒对称哗。完剩成此区步操皆作时齐切忌箩在装妨夹试些样时很对试部样加邪上了娱荷载放）。裙4、枣检查技试车国：欣请教饿师检坦查以玻上步牲骤完忙成情竞况，厉然后激启动楚试验希机，羽预加劫少许星荷载缠后（办对应睁的应垦力不谋能超胶过材弃料的吸比例呆极限云），古卸载愉回至贱零点吩，以集检查横试验稠机工脾作是棚否正倦常。膊同时氧消除渔试样披在夹李头中殖的滑矛移对炊绘制旺拉伸觉图曲往线的奇影响岩。糊5、舍进行弃试验争：窑开动鄙试验掏机使柱之缓腾慢早匀速层加载伪（笑依据虫规范和要求铁，在歼屈服伸前以脂6相～拨60惰MP海a细/鹊s的缓速率逝加载金），使并注似意况观察陡示力干指砖针的背转动辽、自骨动绘职图的速情况山和相挨应的猾试验衰现象聚。当瓦主动塌针不围动或拜倒退次时说币明材四料开根始屈月服，称记录看上屈雀服点选F马eH精（枣主动罩针首位次回闷转前迷的最丑大力范）和飞下屈献服点衰F既eL递（幸屈服疏过程绣中不丙计初焦始瞬觉时效吓应时草的最晴小力许或主标动针畜首次浸停止菊转动板的恒辞定力叉），势具体汇情况宴如图列2弓－贯4所掠示（烛说明部：前壮所给孔出的哪加载烘速率毒是国撒标中脾规定戚的测落定上蜘屈服膏点时饿应采筛用的锁速率年，在传测定槽下屈散服点素时，誓平行箩长度堂内的母应变牌速率袍应在灵0.晋00侄02轮5～讨0.插00造25眼∕逢s之轰间，译并应钻尽可渔能保潜持恒开定。盈如果桂不能夜直接胡控制雪这掠一躬速率掏，中则应贴固定考屈服纪开始识前的具应力饭速率阀直至明屈服白阶段饲完成法）。图2－4屈服荷载的确定慈根据颤国标椒规定酿，材刃料屈临服充过后谈，试欺验机毁的速扒率应动使萍试样高平行园长度筑内的剥应变麦速率压不超樱过0齐.0听08姥/调s。爹在此他条件伞下继赛续加西载，质并注呀意观言察主孙动针讽的转瞧动、堂自动念绘图尾的情扰况和立相应敢的试烤验现多象（围强化散、冷决作硬嘉化和病颈缩涂等现景象—孟—在重强化艳阶段箱的任用一位辞置卸副载后合再加抛载进苏行冷捎作硬漂化现拢象的槽观察厌；此谢后，尾待主啊动针条再次满停止造转动印而缓雀慢回梳转时摔，材条料进存入颈吼缩阶溉段，疏注意拥观察剪试样蜂的颈甚缩现择象欣），寺直至俩试样遇断裂作停车晕。记爆录所府加的慕最大践荷载谈F颗m纯（贷从动秧针最太后停杨留的彼位置洞图2－4屈服荷载的确定袖6、公试样吵断后沟尺寸款测定滨：级取出挣试样躲断体归，观职察断单口情神况和浑位置扰。将沉试样门在断俭裂处依紧密她对接缘在一迅起，墨并尽班量使盟其轴杀线处洪于同同一直躬线上墨，测谢量断汗后标言距虎L绑u愁和颈跃处的龙最小雪直径婚d歪u晕（忠应沿违相互占垂直俭的两肯个方柏向各捎测一胳次取丈其平慰均值铸），点计算舞断后菜最小训横截娃面积储S鸦u银。图2－5移位法测量Lu抗注意垃：在爽测定读L忧u破时，旋若断撕口到菜最临壳近标健距端青点的肢距离序不小恶于1伯/附3荒L覆0么，则席直接萌测量狮标距槽两端汗点的良距离挑；若湾断口口到最魔临近骂标距态端点熄的距抽离小册于1赵/泼3筹L达0他，则痛按图般2－别5所眨示的兰移位饶法测雅定：段符合棋图（软a）响情况普的，默L咏u考=拔AC趁+尼BC昼，符降合图授（b班）情起况的凳，梅L盒u阔=庄AC惹1帜+特BC厦；若冶断口糊非常版靠近随试样川两端亩，而双其到盗最临您近标权距端郑点的壶距离谱还不冰足两节等份款，且顺测得盟的断销后伸夫长率弱小于话规定以值她，则采试验伯结果惕无效血，必吩须重狡做。般此时闯应检箩查试承样的口质量从和夹耳具的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