拉伸实验报告-3

实验报告（一）实验名称：金属静态拉伸破坏实验实验目的：1、测定低碳钢的屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率。2、测定铸铁的抗拉强度极限。3、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（曲线）。4、分析和比较低碳钢和铸铁的拉伸力学性能和破坏特征。实验设备和仪器：材料试验机、游标卡尺、试样划线器等。拉伸试件：金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。图中工作段长度称为标距，试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定，两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。为了使实验测得的结果可以互相比较，试件必须按国家标准做成标准试件，即或。对于一般板的材料拉伸实验，也应按国家标准做成矩形截面试件。其截面面积和试件标距关系为或，为标距段内的截面积。实验原理：1、低碳钢低碳钢的拉伸图全面而具体的反映了整个变形过程。观察自动绘图机绘出的拉伸图。图1-2 从图中可以看出，当载荷增加到点时，拉伸图上段是直线，表明此阶段内载荷与试件的变形成比例关系，即符合虎克定律的弹性变形范围。当载荷增加到点时，曲线变成锯齿状，这时变形增加很快，载荷在小幅度内波动很慢；这说明材料产生了流动（或者叫屈服）与点相应的应力叫上流动极限（屈服高限），与相应的应力叫下流动极限（屈服低限），因下流动极限比较稳定，所以材料的流动极限一般规定按下流动极限取值。以点相对应的载荷值除以试件的原始截面积即得到低碳钢的流动极限，流动阶段后，试件要承受更大的外力，才能继续发生变形若要使塑性变形加大，必须增加载荷，如图形中点至点这一段为强化阶段。当载荷达到最大值（点）时，试件的塑性变形集中在某一截面处的小段内，此段发生截面收缩，即出现“颈缩”现象（局部变形）。此时记下最大载荷值，用除以试件的原始截面积，就得到低碳钢的强度极限。在试件发生“颈缩”后，由于截面积的减小，载荷迅速下降，到点试件断裂，其断口形貌成杯锥状。试样拉断后，弹性变形立即消失，而塑性变形则保留在拉断的试样上。关闭机器，取下拉断的试件，将断裂的试件紧对到一起，用游标卡尺测量出断裂后试件标距间的长度，按下式可计算出低碳钢的延伸率。将断裂的试件的断口紧对在一起，用游标卡尺量出断口（细颈）处的直径，计算出面积；按下式可计算出低碳钢的截面收缩率，2、铸铁从铸铁的拉伸图可以看出，在整个拉伸过程中变形很小，无屈服、颈缩现象，拉伸图无直线段。曲线快达到最大拉力，试样突然发生断裂，其断口是平齐粗糙的，是一种典型的脆性破坏断口。其抗拉强度远小于低碳钢的抗拉强度。图1-3实验步骤：1、低碳钢的拉伸实验：1）、试件的准备：在试件中段取标距或在标距两端用划线器刻线作为标志，用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径（在每处的两个互相垂直的方向各测一次取其平均值）取最小值作为计算试件横截面面积用。2）、试验机的准备：首先了解材料试验机的基本构操作方法，学习试验机的操作规程。根据低碳钢的强度极限及试件的横截面积，初步估计拉伸试件所需最大载荷（40KN），将试件夹装在夹头内。并调整好自动绘图装置。经指导老师老师检查后方可开始实验。图1-43）、进行实验：试件夹紧后，给试件缓慢均匀加载（加载速度：2mm/min）。对于低碳钢拉伸实验，要注意观察拉伸过程的四个阶段中的各种现象。并记下屈服荷载值，最大荷载值。对于铸铁试样，只需测定其最大荷载。4）、对于拉断后的低碳钢试样，要分别测量断裂后的标距和颈缩处的最小直径。2、铸铁的拉伸实验：1）、试件的准备：用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径取最小值计算试件截面面积，根据铸铁的强度极限，估计拉伸试件的最大载荷。2）、试验机的准备：与低碳钢拉伸实验相同3）、进行实验：开动机器，缓慢均匀加载直到断裂为止。记录最大载荷，观察自动绘图装置上的曲线，如图1-3所示。将最大载荷值除以试件的原始截面积，就得到铸铁的强度极限。因为铸铁为脆性材料在变形很小的情况下就会断裂，所以铸铁的延伸率和截面收缩率很小，很难测出。实验结果及数据处理：（一）拉伸实验原始数据记录材料标距L/mm原始直径d/mm原始横截面积S/mm2FSkNFbkN截面Ⅰ截面Ⅱ截面ⅢL0L112平均12平均12平均低碳钢铸铁（二）低碳钢和铸铁的拉伸实验实报实验资料整理结果低