低碳钢的拉伸及卸载实验 一、实验目的与要求 1、 熟练掌握电子万能试验机的构造及使用方法 2、 分析金属材料在拉伸时的基本性能 3、编制相应程序进行实验 4、观察低碳钢在拉伸及卸载时的各种现象,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 及低碳钢的弹性模量E。 5、 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。 6、 测绘低碳钢的载荷—变形(曲线lF)并分析力与变形之间的关系 7、 观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象 二、实验仪器 电子万能试验机、电子式引伸计、游标卡尺、小铁锤 三、实验原理与方法 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,缓慢加载或者实验达到一定程度对试件进行卸载,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 4-1)或应力-应变曲线( 曲线,见图 4-2),随着载荷的逐渐增大或者逐渐减小,材料呈现出不同的力学性能: (1)弹性阶段(Ob 段) abcefPbgf hsoddΔl F sFbF图 4-1 图 4-2 在拉伸的初始阶段, 曲线(Oa 段)为一直线,说明应力与应变成正比,即满足胡克定理式EAFll/,这一阶段称为弹性阶段。线性段的最高点称为材料的比例极限(P ),线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量 E。弹性阶段后, 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(e ),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。屈服阶段出现的变形,是不可恢复的塑性变形。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限(s )。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04 5 斜纹。这是由于试件的04 5 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)强化阶段(ce 段) 经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,...