金属材料的拉伸实验

金属材料的拉伸实验昆明理工大学工程力学实验中心金属材料的拉伸实验材料的拉伸实验是研究材料力学性能的最基本的实验。通过拉伸实验，可以测定材料在常温、静载条件下的强度和塑性指标，了解材料的受力与变形的关系，为工程中评定材质、强度计算及合理设计提供科学依据。昆明理工大学工程力学实验中心1.实验目的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、观察金属材料在拉伸过程中的各种力学现象，了解受力与变形的关系；3、比较低碳钢与铸铁拉伸性能的差别。昆明理工大学工程力学实验中心2、实验仪器和设备（1）、CCSS44100电子万能材料实验机（如图1）；（2）、游标卡尺（如图2）；图1：CCSS44100电子万能材料实验机图2：游标卡尺昆明理工大学工程力学实验中心3、试件实验表明，试件的尺寸和形状对试验结果都有影响。为了避免这种影响，使各种材料的试验结果具有可比性，必须将试件尺寸、形状和试验方法都统一规定，使试验标准化，常用的拉伸试件有圆形和矩形截面两类，国家标准《金属材料拉伸试验试样》（GB6397-86）规定的圆形截面比例试样形状如图所示。短试样长试样昆明理工大学工程力学实验中心标距：图中试样的平行段两条刻线间的长度L0称为原始标矩；平行段部分的直径称为原始直径d0。圆形比例试件分以下两种：称为短试件。称为长试件；,5,100000dLdLL0昆明理工大学工程力学实验中心4、实验原理材料的力学性能指标由常温、静载下的拉伸破坏实验确定。整个实验过程，力与变形的关系可由拉伸图表示，试验机采集的数据可直接显示在电脑屏幕上，并自动绘制出拉伸图。低碳钢拉伸曲线低碳钢拉伸试验过程分四个阶段：线弹性阶段；屈服阶段；强化阶段和颈缩阶段。试验过程中要注意观察，读取屈服载荷Fs和最大载荷Fb。昆明理工大学工程力学实验中心铸铁试件的拉伸图，力和变形没有明显的线性关系，没有屈服和颈缩现象；拉伸时塑性变形极小，在变形很小时就达到最大载荷而突然断裂；断后延伸率δ和截面收缩率ψ都很小。昆明理工大学工程力学实验中心5、实验步骤（1）为了量取试件的原始标距和断后标距，在实验前应将试件的标距段刻上均匀的刻度，如图所示：刻线昆明理工大学工程力学实验中心（2）测取试件尺寸：测取试件的原始直径d0,测量时取三个截面，在每个截面的相互垂直的两个方向上量取直径，然后算出该截面的平均直径；最后取三个截面的直径中的最小直径作为d0。昆明理工大学工程力学实验中心（3）根据试件的材料，用估算试件所能承受的最大载荷，考虑试验机量程是否能够满足要求。0max.AFb昆明理工大学工程力学实验中心(4)装夹试件,进行拉伸，设置试验条件，设置条件并按所设条件进行拉伸实验，直至试件被拉断。试验结束后，CCSS44100电子万能材料试验机会将屈服载荷和最大载荷都通知你。将试件取下，量取断后标距L，及断口直径，记录所得数据。电子万能机上夹头电子万能机上夹头试件装夹后开始拉伸试件被拉断两种材料断口的区别延性断裂后的断口形貌脆性断裂后的断口形貌昆明理工大学工程力学实验中心6、实验结果处理0AFss0AFbb%10000LLL%10000AAA屈服极限：强度极限：延伸率：截面收缩率：昆明理工大学工程力学实验中心断后标距的测量如果试件断口位于标距段中间1/3区域，那么就将断口对接起来，直接测量靠头部的两条刻线之间的距离，作为断后标距。昆明理工大学工程力学实验中心如果试件断口位于靠头部的1/3段内，则使用“移位法”：ABOCC1LABLABLBCLBC1ABOCLBC1BCBCABLLLLBCABLLL2DDBD之间是奇数格：BD之间是偶数格：昆明理工大学工程力学实验中心试件的断口形貌极其性能特征：低碳钢试件的断口形貌铸铁试件的断口形貌昆明理工大学工程力学实验中心