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MSEMSE实验内容金属拉伸实验西南大学材料科学与工程学院一、实验目的1.观察、了解金属材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、颈缩及断裂）；2.测定金属材料的强度和塑性指标：屈服极限、强度极限、延伸率和截面收缩率。游标卡尺（卡尺的精度为0.02mm）3.中碳钢圆形拉伸比例试样（试样名义直径为5mm）实验设备和器材西南大学材料科学与工程学院圆截面试件：标距l0与直径d0的比例为：l0=10d0，5d0。前者称为10倍试件，后者称为5倍试件。西南大学材料科学与工程学院板状试件：63.53.1100或AlA0为板试件横截面积，前者称为长试件，后者被称为短试件。西南大学材料科学与工程学院屈服极限S强化阶段弹性极限P屈服阶段强度极限b颈缩阶段弹性阶段西南大学材料科学与工程学院力学性能指标：屈服极限、强度极限、延伸率和截面收缩率是评定金属材料力学性能的主要依据。这四大指标可以用材料的拉伸图来描述；而材料的拉伸图可以在实验中通过试验机的自动绘图仪绘出。西南大学材料科学与工程学院由自动绘图仪绘出的拉伸图中，拉伸变形是整个试件的伸长，并且包括机器本身的弹性变形和夹具的间隙等。在正比阶段，理论上的拉伸曲线应是一段直线，但因试件开始受力时，头部在夹板中滑动很大，所以自动绘图仪绘出的拉伸图最初一段是曲线。注意事项：西南大学材料科学与工程学院由于上屈服点受变形速度和试件形状等影响较大，而下屈服点则比较稳定，故工程上均以下屈服点所对应的载荷作为材料屈服时的载荷，由公式，即可求得屈服极限σS。对于拉伸曲线无明显屈服现象的材料，则必须测其屈服强度。屈服强度为试样在拉伸过程中，规定将产生0.2%塑性应变时的应力作为屈服指标，称屈服强度σ0.2。西南大学材料科学与工程学院在强化阶段，当试件所受拉力达到最大载荷之前，在标距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的的曲线，在这段曲线的最高点，拉力达到最大值。由公式，即可求得强度极限（抗拉强度）σb。延伸率δ为试样拉断后标距长度的增量与原标距长度的百分比δ=（Lk—Lo）／Lo×100%西南大学材料科学与工程学院截面收缩率φ为试样拉断后颈缩处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比，即φ=（AO—AK）/AO×100%拉断后颈缩处截面积AK的测定，圆形试样在颈缩最小处两个互相垂直方向上测其直径，用两者的算术平均值计算。西南大学材料科学与工程学院三、实验步骤用游标卡尺测量试样尺寸。在试样上用划线仪，画出原始标距100mm（中间以10mm为间隔画点，以备用位移法计算δ）根据材料估计本实验的载荷使用量程，选好读数盘。西南大学材料科学与工程学院将试样安装在上夹头内，再移动下夹头使之达到适当位置，将试样下端加紧，要求试样夹正，并对准中心，以保证试样轴向受力。打开送油阀，缓慢加载，当测力指针不动或第一次往回转时的最小载荷，就是屈服载荷PS。过屈服阶段后，可稍快一些加载，直至试样断裂，记录下指针指示的断裂前的最大载荷Pb。关闭油门停机，取下试样。西南大学材料科学与工程学院断裂试样的测量。将两段试样尽量对紧在一起，用游标卡尺直接测量或用位移法换算后测量的标距长度LK，并用游标卡尺在断口最小截面处测量断口直径。．试从低碳钢和铸铁不同的拉伸断口特征说明金属的两种基本破坏形式。答：低碳钢拉伸破坏前有颈缩，断口呈杯口状或半杯口状，主要是切应力引起的破坏（从断口的剪切唇可看出）。铸铁拉伸断口平整，呈平面，为正应力破坏。塑性材料是抗拉不抗剪（各向同性材料），在拉伸破坏时，受切应力的作用，断面与试样加载方向呈45º角（如硬铝），称为斜断，断口呈纤维状组织，塑性变形较大；脆性材料是抗压不抗拉（各向异性材料），在拉伸破坏时，受正应力的作用拉断，断面与试样轴线成90º角，称为正断，断口齐平呈结晶状组织，几乎无塑性变形。．可否根据本次实验所用试验机绘出的力－位移拉伸图来计算材料的弹性模量E和规定非比例延伸强度Rp0.2？答：用材料万能试验机的测力系统和位移测量系统绘制的力－位移曲线，其位移不仅是试样标距内、外各部分的伸长，而且还包含了上下夹具的变形以及试验机机构的间隙等。特别在试样的弹性变形初始阶段，位移主要是由试验机机构的间隙引起的；只有到了塑性变形阶段，试样的变形才是主要的。显然，这种力－位移曲线在较小应变时只能用来作定性分析，而不能用来计算材料的弹性模量E和规定非比例延伸强度Rp0.2。西南大学材料科学与工程学院四、实验报告要求简述拉伸实验原理和试样要求；说明拉伸实验步骤；根据实验结果,计算所测材料的屈服极限、强度极限、延伸率和截面收缩率。MSEMSE西南大学材料学院