低碳钢拉伸实验报告.docx

低碳钢拉伸实验报告低碳钢拉伸实验报告 1实验目的观察低碳钢在拉伸时的各种现象,并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限?s,强度极限?b?,延伸率?10和断面收缩率?。观察低碳钢在轴向拉伸时的各种现象。观察试样受力和变形两者间的相互关系,并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。学****掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。 2仪器设备和量具电子万能试验机,单向引伸计,游标卡尺。 3试件实验证明,试件尺寸和形状对实验结果有影响。为了便于比较各种材料的机械性能,国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。根据国家标准,,将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下: 本实验的拉伸试件采用国家标准中规定的长比例试件(图2-1),实验段直径 d0=10mm,标距l0=100mm。 4实验原理和方法在拉伸实验前,测定低碳钢试件的直径d0和标距l0。实验时,首先将试件安装在实验机的上、下夹头内,并在实验段的标记处安装引伸仪,以测量实验段的变形。然后开动实验机,缓慢加载,与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线或应力-应变曲线,随着载荷的逐渐增大,材料呈现出不同的力学性能: (1)弹性阶段在拉伸的初始阶段,???曲线为一直线,说明应力与应变成正比,即满足胡克定理,此阶段称为线形阶段。线性段的最高点称为材料的比例极限,线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。线性阶段后,???曲线不为直线,应力应变不再成正比,但若在整个弹性阶段卸载,应力应变曲线会沿原曲线返回,载荷卸到零时,变形也完全消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限,一般对于钢等许多材料,其弹性极限与比例极限非常接近。屈服阶段超过弹性阶段后,应力几乎不变,只是在某一微小范围内上下波动,而应变却急剧增长,这种现象成为屈服。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限。当材料屈服时,如果用砂纸将试件表面打磨,会发现试件表面呈现出与轴线成450斜纹。这是由于试件的450斜截面上作用有最大切应力,这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的,故称为滑移线。硬化阶段经过屈服阶段后,应力应变曲线呈现曲线上升趋势,这说明材料的抗变形能力又增强了,这种现象称为应变硬化。若在此阶段卸载,则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线,其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时,变形并未完全消失,应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变,相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后,立即再加载,则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此,如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验,其比例极限或弹性极限将得到提高,这一现象称为冷作硬化。在硬化阶段应力应变曲线存在一最高点,该最高点对应的应力称为材料的强度极限,强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。颈缩阶段试样拉伸达到强度极限?b之前,在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限?b之后,试样出现局部显著收缩,这一现象称为颈缩。颈缩出现后,使试件继续变形所需载荷减小,故应力应变曲线呈现下降趋势,直至最后在 f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处,断口形状呈杯状,这说明引起试样破坏的原因不仅有拉应力还有切应力。 5实验步骤 1、准备试件,测量试件的直径d0,打上明显的标记,并量出试件的标记距离l0,并取三次测量结果的平均值。在试件中间和两端相互垂直的方向各量两次直径,取六次测量平均值来计算截面面积A0。 2、依次打开计算机、试验机,并旋转试验机外罩上的旋钮启动试验机。3、双击桌面上的图标,进入软件操作系统。4、点击“编辑试验方案”,编辑好试验方案。1)力控制,150N/min,终点为27000N;2)力控制,150N/min,终点为8000N;3)力控制,150N/min,终点为29000N;4)力控制,150N/min,终点为8000N;5)位移控制,5mm/min,终点为80mm; 5、装夹拉伸试样。通过试验机的“上升”、“下降”按钮把横梁调整到方便装试件的位置,再把上钳口松开,夹紧试样的上端。 6、使横梁下降,当试样能够夹在下钳口时,停止。 7、在实验操作界面上把负荷、峰值、变形、位移清零,夹紧下钳口,然后按下“保载”按钮。 8、装夹引伸计,并检查引伸计是否已正确连接到计算机主机的端口上。9、点击“开始”按钮,开始实验。当试件即将进入屈服阶段时,屏幕会弹出对话框提示取下引伸计,此时要迅速取下引伸计。因为此后试件将进入屈服阶段,在载荷—变形图上将看到一个很长的波泿形曲线,应力变化不大,但应变大大增加。如果不取下引伸计,引伸计将被拉坏。在实验过程中,注意观察屈服、强化,卸载规律、颈缩、断裂等现象。 10、试样拉断后,立即按“停止”按钮。然后点取“保存数据”按钮,保存试验数据。取下试样,先将两段试件沿断口