实验一:拉伸试验 一、内容和目的: 1、测定低碳钢的屈服极限 、强度极限 、延伸率 和截面收缩率 ;测定铸铁的强度极限
2、观察上述两种材料的拉伸破坏现象,并分析原因绘制 曲线
二、设备和器材 1、万能试验机
2、游标卡尺
3、低碳钢和铸铁试件: 圆形截面试件长度 与直径 的关系: 和 矩形截面试件长度 与截面积 的关系: 或 —初始长度, —初始直径, —初始截面面积
试件形状如图 5: 三、实验原理 塑性材料和脆性材料在拉伸试验中,显示出来的力学性能有显著的不同
塑性材料如低碳钢在拉伸试验的 位伸图中,明显地会出现四个阶段:第一阶段, 图中为一斜直线——称为弹性阶段, 与 P 成正比例关系
通常说弹性范围内指的就是这一阶段
第二阶段, 图中出现平台或波动——屈服阶段
规定这一段首次下降的最小荷载 与初始截面积之比: 称为屈服强度
第三阶段,钢材内部组织发生变化,抵抗变形能力又重新提高,称为强化阶段
第四阶段, 图中,表现从最高点下降,同时试件在某一处出现相对明显缩小部分——颈缩阶段,最后,出现断裂
其它塑性材料在进行拉伸试验时,大体上也经历这四阶段
但只是有些材料四个阶段不明显
(如图 6) 脆性材料则变形很小,没有四个阶段, 是一条较短曲线
自试验开始,在很小变形下就出现断裂(如图 7)
故只有最大荷载 ,也就是说只有强度极限: 衡量材料塑性大小的两个指标为延伸率 和收缩率 : 式中: 、 ——试验前的标距和截面面积; 、 ——试验后的标距和截面面积; 其中 的取法: a)若断口在初标距长度中部三分之一区段内时,则量取试验段变形后总长度为
b)若断口不在初标距长度中部三分之一区段内时,采用断口移中的办法,以计算试件拉断后的标距长度
采用此方法时,试验前将原标距长度 分为 10 个等分格
断裂后在试件较长的右段上,从邻近断口的一个刻度线 d 起,向