低碳钢拉伸实验报告.doc

低碳钢拉伸实验报告1实验目的(1)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sσ,强度极限bσ,延伸率10δ和断面收缩率ψ。(2)观察低碳钢在轴向拉伸时的各种现象。(3)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。(4)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,(GB6397-86),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0d=10mm,标距0l=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0d和标距0l。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(lF?-曲线,见图2-3)或应力-应变曲线(εσ-曲线,见图2-4),随着载荷的逐渐增大,材料呈现出不同的力学性能:温馨推荐您可前往百度文库小程序享受更优阅读体验不去了立即体验(1)弹性阶段(ob段)在拉伸的初始阶段,εσ-曲线(oa段)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(pσ),线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。线性阶段后,εσ-曲线不为直线(ab段),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(εσ),一般对于钢等许多材料,其弹性极限与比例极限非常接近。(2)屈服阶段(bc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(sσ)。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045斜纹。这是由于试件的045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。(3)硬化阶段(ce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(如'dd-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(bσ),强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷bF。(4)颈缩阶段(ef段)试样拉伸达到强度极限bσ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0d,打上明显的标记,并量出试件的标记距离0l,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0A。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