低碳钢和铸铁拉伸实验.doc

个人收集整理勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途个人收集整理勿做商业用途实验一低碳钢和铸铁拉伸实验一、实验目的1。观察低碳钢和铸铁在拉伸破坏过程中的各种现象，并用试验机的自动绘图装置绘制拉伸曲线（P-ΔL曲线)2。测定低碳钢的屈服极限σs、强度极限σB、延伸率δ和断面收缩率ψ，测定铸铁的强度极限σB。3.对实验数据进行分析、归纳、总结的能力。二、设备及仪器1．万能材料试验机能进行拉伸、压缩、剪切及弯曲等各种静力实验的试验机称为万能材料试验机（简称为万能机）。这种试验机的牌号很多，型式各异，但一般均由如下三大部分组成，分别为加载系统（提供使试件产生变形的力）、测量系统（量测试件所受的力和产生的变形）、记录系统（自动记录试验曲线的绘图装置）。通常根据加力装置把试验机分为两种类型，液压传动式和机械传动式。液压式万能机的工作原理(图1－1）是以液压油推动工作油缸4的工作活塞6，并带动与活塞相连的活动台9，以使试件受力并产生变形。图1-1将试件固定于上、下夹头之间，开动油泵5将高压油通过油管（1）压入工作油缸，工作活塞6随即升起，与活塞相连的活动立柱8和工作台9也随之上升,同时带动上夹头10向上移动，这样便使试件受拉力而产生拉伸变形。当进行压缩试验时,将试件置于工作台9上的垫板上，然后活塞上升，试件便受压力而产生压缩变形。加于试件上的载荷大小可由摆锤测力机构来测量。在加载时，工作油缸内的高压油通过另一根油管(2）进入测力油缸14，两个油缸的油压是一样的，此油压通过推动测力活塞15传递给拉杆，由拉杆再通过横杆使摆锤16倾斜,同时，摆上的推杆推动水平齿杆17并带动齿轮旋转，在齿轮轴上装有测力指针，即可在测力度盘上示出载荷的大小。改变摆锤的重量，可以把试验机调节到不同的载荷范围，一般试验机可以更换三种锤重，测力度盘上也相应有三种刻度。如30吨万能机有0～6吨、0～15吨、0～30吨三种测量范围。2．游标卡尺三、试件试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果会有影响,为了避免这种影响，使各种材料的机械性能数据能相互比较，所以对试件的尺寸和形状,国家标准（GB6397—86）作了明确规定。试件常用圆形或矩形截面，圆形试件形状如图1-5所示.试件中部长度一般用于测量拉伸变形，称为标距。试件标距部分尺寸的允许偏差和表面加工粗糙度在国家标准中都有规定。试件分为标准试件和比例试件两种。这两种试件都有长短两类，对于圆形截面,长试件L0=10d0，常称为十倍试样，短试件L0=5d0,常称为五倍试件。图1-5在本试验中，所用的低碳钢试件是d0＝10mm的十倍试件。铸铁为脆性材料，受力后变形很小就会突然断裂,并不严格遵守胡克定律。因此，一般只确定其强度极限。而且通常采用L0＝10d0的圆形截面试件.五、实验原理1．测定屈服极限σs、强度极限σb可根据相应的载荷除以横截面原始面积而得到，即：，测定断后伸长率δ和断面收缩率ψ断后伸长率和断面收缩率分别用下式进行计算:,其中：L0-试件标距原长。L1—试件拉断后的标距长度,可将拉断后的试件对紧,然后测量。A0—试件横截面的原始面积。A1—试件拉断后颈缩处的最小横截面面积。六、实验步骤低碳钢的拉伸试验（1)试件准备在试件两端，根据标距长度要求,打两个浅的冲眼作为标距长度的标志，两标志之间的联线应平行于试件的轴线.用游标卡尺在试件的范围内,测量两端及中间等三处截面的直径，要求测量精度至少达到0。02mm，在每一处截面的两个相互垂直方向各测量一次，取其平均值，并取三处截面中最小的平均直径来计算横截面积.(2）试验机的准备操作步骤及注意事项：①选择吨位：在实验前，需估计试件能承受的最大荷载，然后选择试验机的量测范围，挂上相对应的摆锤，并选用相应的测力度盘。②开机调零:开动油泵电机，关闭回油阀。打开送油阀，使工作台空升10mm左右，以消除工作台和活塞等自重的影响，再调测力指针使之对准测力度盘上的零点.③安装试件时,先用上夹头夹紧试件一端，再调整下夹头位置，使上下夹头间的距离适合试件的长度。下夹头的位置调整,可操作另一个电动机的按钮来完成。试件夹紧后，就不允许再调下夹头位置,以免调位电动机烧坏。④调好自动绘图装置。⑤加载：操作送油阀，使试件加载,加载时要求测力指针匀速平稳地走动,以免试件受到冲击作用。⑥实验完毕后，关闭送油阀,缓慢打开回油阀。使工作油缸内的油回到油箱，工作台回到初始位置，并卸下外加仪表和取下试件。根据最大载荷的要求，配置合适的摆锤和选用相应的测力度盘，并调整测力指针，对准零点,再拨动从动指针使与主动指针靠拢，同时调整自动绘图装置.（3）安装试件先将试件安装在试验机的上夹头内，再移动下夹头使达到适当位置，把试件夹紧。（4）检查及调试:完成上述步骤后,开动机器，预加少量载荷（注意务使应力远小于弹性极限）,然后卸载接近零点，以