实验一-低碳钢及铸铁的拉伸试验.doc

实验一低碳钢及铸铁的拉伸试验（常用版）
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实验一低碳钢及铸铁的拉伸试验
一、实验目的1、通过拉伸破坏试验观察、分析低碳钢和铸铁的拉伸过程，比较其机械性能。2、测定材料的强度指标和塑性指标。
二、实验设备1、WEW-600屏显万能材料试验机或WE-B600液压万能材料试验机2、千分尺、游标卡尺、直钢尺
三、试样的制备一般拉伸试样由三部分组成，即工作部分、过渡部分和夹持部分。工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态。均匀部分的有效工作长度L0称做标距，d0、A0分别代表工作部分的直径和面积,它们的关系规定为L0=k。为了使各种材料试件的尺寸和形状按国家统一规定，取试件直径d0=10mm标距L0=10d0或L0=5d0。
四、实验原理及方法常温下的拉伸实验可以测定材料的弹性模量E、屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率Ψ等力学性能指标，这些参数都是工程设计的重要依据。1、低碳钢弹性模量E的测定由材料力学可知，弹性模量是材料在弹性变形范围内应力与应变的比值，即E=因为σ=P/A,ε=ΔL/L0，所以弹性模量E又可表示为实验一低碳钢及铸铁的拉伸试验实验一低碳钢及铸铁的拉伸试验一、实验目的1、通过拉伸破坏试验观察、分析低碳钢和铸铁的拉伸过程，比较其机械性能。2、测定材料的强度指标和塑性指标。二、实验设备1、WEW-600屏显万能材料试验机或WE-B600液压万能材料试验机2、千分尺、游标卡尺、直钢尺京剂绑盖居珍但莎粕您酬洼乳娶胃刻二堂喂霜盆踏斥到疾麻恕醋洁头捍瑟低女抗谰腿谰层砌删讨羡媳迎哀乃蚜蹿淤叠预袭焙顷妮搭鳃莽佳四汗估匣
E=式中：E—材料的弹性模量，σ—应力，ε—应变，P—实验时所施加的载荷A—以试件直径的平均值计算的横截面面积，L0—引伸仪标距ΔL—试件在载荷P作用下，标距L0段的伸长量。可见在弹性变形范围内，对试件作用拉力P，并量出拉力P引起的标距内伸长ΔL，即可求得弹性模量E。实验时，如使用WEW-600屏显万能材料试验机，它采用电子测量技术，由计算机对数据进行处理，屏幕显示试验力和变形。如使用WE-B600液压万能材料试验机，拉力P值由试验机读数盘示出，标距L0=50mm（不同引伸仪标距不同），试件横截面面积A可算出，只要测出标距段的伸长量ΔL，就可得到弹性模量E。在弹性变形阶段内试件的变形很小，标距段的变形（伸长量ΔL）需用放大倍数为200倍的球铰式引伸仪来测量。为检验载荷与变形之间的关系是否符合胡克定律，并减少测量误差，实验时一般用等增量法加载，即把载荷分成若干个等级，每次增加相同的载荷ΔP，逐级加载。为保证应力不超出弹性范围，以屈服载荷的70%-80%作为测定弹性模量的最高载荷。此外，为使试验机夹紧试件，消除试验机构的间隙等因素的影响，对试件应施加一个初始载荷P0（本实验中P0=2.0KN）。实验过程中，从P0到逐级加载，载荷的每级增量均为ΔP。对应着每级载荷Pi，记录相应的伸长，与之差即为变形增量，它是引起的变形（伸长）增量。在逐级加载中，如果得到的基本相等，则表明ΔL与P为线性关系，符合虎克定理。完成一次加载过程，将得到Pi和的一组数据，按平均法计算弹性模量，即
其中为变形增量的平均值；200为测量变形的放大倍数。2、屈服极限σs、强度极限σb的测定测定弹模后继续加载使材料到屈服阶段，进入屈服阶段时，载荷常有上下波动，其中较大的载荷称为上屈服点，较小的称为下屈服点。一般用第一个波峰的下屈服点表示材料的屈服载荷PS，它所对应的应力为屈服极限σs。屈服阶段过后，材料进入强化阶段，试件又恢复了承载能力。载荷达到最大值Pb时，试件某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象。这时载荷迅速下降，试件即将被拉断，这时所示的载荷即为破坏载荷Pb，它所对应的应力叫强度极限σb。即，其中，为最小直径。3、延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定试件的原始标距L0断后将两段试件紧密地对接在一起，量出拉断后的标距长为L1,延伸率应为

×100%
式中L0—试件原始标距，为50mm；L1—试件拉断后标距长度。对于塑性材料，断裂前变形集中在颈缩处，该部分变形最大，距离断口位置越远，变形越小，即断裂位置对延伸率是有影响的。为了便于比较，规定断口在标距中央三分之一范围内测出的延伸率为测量标准。若断口不在此范围内，则需进行折算，也称断口移中。具体方法如下：以断口O为起点，在长度上取基本等于短段格数得到B点，当长段所剩格数为偶数时（如图b）则由所剩格数的一半得到C点，取BC段长度将其移至短段边，则得到断口移中的标距长，其计算式为
L1=+2如果长段所剩格数为奇数时（如图C）则由所剩格数加一格之半得C1点和减一格之半得到C点，移中后的标距长为，L1=++将计算所得的L1代入式中，可