金属拉伸试验报告VIP免费

金属拉伸实验报告【实验目的】1、测定低碳钢的屈服强度REh、ReL及Re、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。2、测定铸铁的抗拉强度Rm和断后伸长率A。3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象(包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象）,并绘制拉伸图。4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。【实验设备和器材】1、电子万能试验机WD-200B型2、游标卡尺3、电子引伸计【实验原理概述】为了便于比较实验结果，按国家标准GB228—76中的有关规定，实验材料要按上述标准做成比例试件,即：圆形截面试件：L0=10d0(长试件）式中：L0——试件的初始计算长度(即试件的标距)；--试件的初始截面面积；d0-—试件在标距内的初始直径实验室里使用的金属拉伸试件通常制成标准圆形截面试件,如图1所示图1拉伸试件将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力(应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示)。应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样(不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头（a）低碳钢拉伸曲线图（b）铸铁拉伸曲线图图2－2由试验机绘图装置绘出的拉伸曲线图内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。1、低碳钢（典型的塑性材料)当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP后拉伸曲线将由直变曲.保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时,卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形,因而Fc是代表材料弹性极限的力值。当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指针(主动针)开始摆动或停止不动,拉伸图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料的屈服。低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状，其上屈服点B′受变形速度及试样形式等因素的影响较大，而下屈服点B则比较稳定（因此工程上常以其下屈服点B所对应的力值FeL作为材料屈服时的力值）。确定屈服力值时，必须注意观察读数表盘上测力指针的转动情况，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力FeH（上屈服荷载)和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小力FeL图2－3低碳钢的冷作硬化（下屈服荷载)或首次停止转动指示的恒定力FeL（下屈服荷载），将其分别除以试样的原始横截面积(S0）便可得到上屈服强度ReH和下屈服强度ReL.即ReH=FeH/S0ReL=FeL/S0屈服阶段过后，虽然变形仍继续增大，但力值也随之增加，拉伸曲线又继续上升,这说明材料又恢复了抵抗变形的能力,这种现象称为材料的强化。在强化阶段内，试样的变形主要是塑性变形,比弹性阶段内试样的变形大得多，在达到最大力Fm之前,试样标距范围内的变形是均匀的,拉伸曲线是一段平缓上升的曲线,这时可明显地看到整个试样的横向尺寸在缩小。此最大力Fm为材料的抗拉强度力值,由公式Rm=Fm/S0即可得到材料的抗拉强度Rm。如果在材料的强化阶段内卸载后再加载，直到试样拉断，则所得到的曲线如图2－3所示。卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回,而是沿近乎平行于弹性阶段的直线卸回，这说明卸载前试样中除了有塑性变形外，还有一部分弹性变形;卸载后再继续加载，曲线几乎沿卸载路径变化，然后继续强化变形,就像没有卸载一样，这种现象称为材料的冷作硬化。显然，冷作硬化提高了材料的比例极限和屈服极限,但材料的塑性却相应降低。当荷载达到最大力Fm后，示力指针由最大力Fm缓慢回转时，试样上某一部位开始产生局部伸长和颈缩，在颈缩发生部位，横截面面积急剧缩小，继续拉伸所需的力也迅速减小,拉伸曲线开始下降，直至试样断裂。此时通过测量试样断裂后的标距长度Lu和断口处最小直径du,计算断后最小截面积（Su），由计算公式LL0SSuAu100%、Z0100%L0S0即可得到试样的断后伸长率A和断面收缩率Z。2、铸铁（典型的脆性材料）脆性材料是指断后伸长率A＜5%的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变...