低碳钢铸铁拉伸试验报告(共10篇)
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低碳钢铸铁拉伸试验报告(共10篇)
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篇一：实验一低碳钢拉伸试验 实验一低碳钢拉伸试验报告
实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验 一、实验目的 1、测定低碳钢拉伸时的屈服极限σs 、强度极限σb、伸长率和断面的收缩率；测定铸铁的抗拉强度。 2、观察低碳钢拉伸时的屈服和颈缩现象，对低碳钢和铸铁试件拉伸的断口进行分析。 二、实验设备 万能试验机、试件、游标卡尺。 （点击图标看大图片或视频）
万能试验机
低碳钢和铸铁拉伸视频
低碳钢和铸铁
游标卡尺低碳钢拉断
三、实验原理 （一）低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定。 实验时，试验机可自动绘出低碳钢和铸铁的拉伸图。 从图中可以看出低碳钢拉伸过程中材料经历的四个阶段： 1、正比例阶段，拉伸图是一条直线。 2、屈服阶段，拉伸图成锯齿状。读数盘上原来匀速转动的指针来回摆动，记录这时候的荷载即为屈服荷载PS。进而可以计算出屈服极限。 3、强化阶段，屈服后，曲线又缓慢上升，这段曲线的最高点，拉力达到最大值——最大荷载Pb，即可计算出强度极限。 4、颈缩阶段，拉伸图上荷载迅速减小，曲线下滑，试件开始产生局部伸长和颈缩，直至试件在颈缩处断裂。测量断裂后试件标距的长度和断口处的直径，可计算材料的伸长率和断面的收缩率。 四、实验步骤 （一）低碳钢的拉伸试验 1、准备试件，通过试件落地的声音来判定是低碳钢还是铸铁。声音清脆的是钢，沉闷的是铸铁。 2、测量试件的直径，并量出试件的标距，打上明显的标记。在标距中间和两端相互垂直的方向 各量一次直径，取最小处的平均值来计算截面面积。 3、估算最大载荷，配置相应的摆锤，选择合适的测力度盘。开动试验机使工作台上升一点。调 主动指针到零点，从动指针与主动指针靠拢，调整好绘图装置。 4、安装试件。 5、开动试验机并缓慢均匀加载。注意观察指针的转动和自动绘图情况。注意捕捉屈服荷载的值 并记录下来。注意观察颈缩现象。试件断裂后立即停车，记录最大荷载Pb。 6、取下试件，用油标卡尺测量断后标距、最小直径。 （二）铸铁拉伸实验 1、准备试件（除不确定标距外其余同低碳钢）。 2、准备试验（同低碳钢）。 3、进行实验。缓慢均匀加载，直到拉断，关闭试验机记录最大载荷。 五、结束实验 请教师检查实验记录，将实验设备和工具复原，清理实验现场。最后整理数据，完成。 六、注意事项 1、加载要缓慢均匀。加油不宜过大。 ２、最大载荷不得超过测力度盘的80%。
拉伸实验报告 专业 班级姓名日期评分
一、实验目的：
二、实验设备： 三、实验记录与计算结果 1、试件原始尺寸记录：
2、试件断后尺寸记录：
3、PS，Pb记录：
4、实验图象记录
5、计算结果 低碳钢： 屈服极限σs=Ps/A0=
强度极限σb=Pb/A0=延伸率 δ=(L1-L0)/L0×100%=
截面收缩率 Ψ=(A0-A1)/A0×100%= 铸 铁 强度极限σb=Pb/A0= 四、实验结果讨论篇二：低碳钢、铸铁的拉伸试验
工程力学实验报告 实验名称：
试验班级：实验组号：试验成员： 实验日期： 一、试验目的 1、测定低碳钢的屈服点?s，强度极限?b，延伸率?，断面收缩率?。 2、测定铸铁的强度极限?b。 3、观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（如屈服、强化、颈缩等），并绘制拉伸曲线。 4、熟悉试验机和其它有关仪器的使用。 二、实验设备 1．液压式万能实验机； 2．游标卡尺 三、设备简介 万能试验机简介 具有拉伸、压缩、弯曲及其剪切等各种静力实验功能的试验机称为万能材料试验机，万能材料试验机一般都由两个基本部分组成； 1、加载部分：利用一定的动力和传动装置强迫试件发生变形，从而使试件受到力的作用，即对试件加载。 2、测控部分：指示试件所受载荷大小及变形情况。 四、实验原理 低碳钢和铸铁是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段：
（1）弹性阶段（Ob段） 在拉伸的初始阶段，ζ-ε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，此阶段称为线形阶段。线性段的最高点则称为材料的比例极限（ζp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。 线性阶段后，ζ-ε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（ζe），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。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（ζs）。 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45°斜纹。这是由于试件的45°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，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d-d＇斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。 在硬化阶段应力应变曲线存在一个最高点，该最高点对应的应力称为材料的强度极限（ζb），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。 （4）局部变形阶段（ef段） 试样拉伸达到强度极限ζb之前，在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限ζb之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。颈缩出现后，使试件继续变形所需载荷减小，故应力应变曲线呈现下降趋势，直至最后在f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处，断口形状呈杯状，这说明引起试样破坏的原因不仅有拉应力还有切应力。 （5）伸长率和断面收缩率 试样拉断后，由于保留了塑性变形，标距由原来的L0变为L1。用百分比表示的比值 A=（L1- L0）/ L0*100% 称为伸长率。试样的塑性变形越大，δ也越大。因此，伸长率是衡量材料塑性的指标。 原始横截面面积为A0的试样，拉断后缩颈处的最小横截面面积变为A1，用百分比表示的 比值
Z=（A0-A1）/A0*100% 称为断面收缩率。Z也是衡量材料塑性的指标。 所以，低碳钢拉伸破坏变形很大，断口缩颈后，端口有45度茬口，由于该方向上存在最大剪应力η造成的，属于剪切破坏力。 五、实验内容及数据处理 1、实验前测低碳钢和铸铁的直径和 分三段测低碳钢和铸铁的直径d0、标距L0以及截面积A0。2、进行低碳钢拉伸试验 （1）将低碳钢按要求放于万能试验机上，并一步一步按照实验要求进行试验。试验完成后将拉伸曲线打印出来。 （2）记录试验后低碳钢式样的断口直径d1、断裂后的标距长度L1、断口处横截面积A1以及断面形状。抗拉强度бб= FM/A0 = 36.75*103/75.39 = 487.47 MP 上屈服强度б下屈服强度б S1 бS1= FS1/A0 =25.75*103/75.39 = 341.56 MP бS1= FS2/A0 =23.00*103/75.39 = 305.08 MP S2 断后伸长率A A = (L1- L0)/ L0 *100% =(125-98)/98*100% = 27.55% 断面收缩率Z Z = (A0- A1)/ A0*100% =(75.39-19.63)/75.39*100% =73.96% 3、进行铸铁拉伸试验 （1）将低碳钢按要求放于万能试验机上，并一步一步按照实验要求进行试验。试验完成后将拉伸曲线打印出来。篇三：低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验 低碳钢和铸铁拉伸压缩实验报告 摘要：材料的力学性能也称为机械性质，是指材料在外力作用下表现的变形、破坏等方面的特性。它是由试验来测定的。工程上常用的材料品种很多，下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表，分析材料拉伸和压缩时的力学性能。 关键字：低碳钢
拉伸压缩实验
一．拉伸实验 1.低碳钢拉伸实验拉伸实验试件 低碳钢拉伸图 在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能： 低碳钢拉伸应力-应变曲线
（1）弹性阶段（Ob段） 在拉伸的初始阶段，ζ-ε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，此阶段称为线形阶段。线性段的最高点则称为材料的比例极限（ζp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。 线性阶段后，ζ-ε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（ζe），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。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（ζs）。 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45°斜纹。这是由于试件的45°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，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d-d＇斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。 在硬化阶段应力应变曲线存在一个最高点，该最高点对应的应力称为材料的强度极限（ζb），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。 （4）局部变形阶段（ef段） 试样拉伸达到强度极限ζb之前，在标距范围内的变形是均匀的。当应力增 大至强度极限ζb之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。颈缩出现 后，使试件继续变形所需载荷减小，故应力应变曲线呈现下降趋势，直至最后在f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处，断口形状呈杯状，这说明引起试样破坏的原因不仅有拉应力还有切应力。 （5）伸长率和断面收缩率 试样拉断后，由于保留了塑性变形，标距由原来的L变为L1。用百分比表示的比值 δ=（L1-L）/L*100% 称为伸长率。试样的塑性变形越大，δ也越大。因此，伸长率是衡量材料塑性的指标。 原始横截面面积为A的试样，拉断后缩颈处的最小横截面面积变为A1，用百分比表示的 比值Ψ=（A-A1）/A*100% 称为断面收缩率。Ψ也是衡量材料塑性的指标。 所以，低碳钢拉伸破坏变形很大，断口缩颈后，端口有45度茬口，由于该方向上存在最大剪应力η造成的，属于剪切破坏力。 2.铸铁拉伸实验 铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅,锰,硫,磷等元素的多元铁基合金。铸铁具有许多优良的性能及生产简便，成本低廉等优点，因而是应用最广泛的材铸铁拉伸应力-应变曲线
铸铁拉伸破坏断口与正应力方向垂直说明由拉应力拉断的，属于拉伸破坏，正应力大于了许用值。 铸铁拉伸 二．压缩实验 1低碳钢压缩实验 低碳钢试样压缩时同样存在弹性极限、比例极限、屈服极限而且数值和拉伸所得的相应数值差不多，但是在屈服时却不象拉伸那样明显，需细心观察，材料在发生屈服时对应的载荷为屈服负荷FS。随着缓慢均匀加载,低碳钢受压变形增 大而不破裂，愈压愈扁。横截面增大时，其实际应力不随外载荷增加而增加，故不可能得到抗压负荷Fb，因此也得不到强度极限ζb，所以在实验中是以变形来 控制加载的。 低碳钢的压缩图（即ζ-ε曲线），超过屈服之后，低碳钢试样由原来的圆柱形逐渐被压成鼓形。继续不断加压，试样将愈压愈扁，横截面面积不断增大，试样抗压能力也不断增大，故总不被破坏。所以，低碳钢不具有抗压强度极限（也可将它的抗压强度极限理解为无限大），低碳钢的压缩曲线也可证实这一点。灰铸铁在拉伸时是属于塑性很差的一种脆性材料，但在受压时，试件在达到最大载荷Pb前将会产生较大的塑性变形，最后被压成鼓形而断裂。 低碳钢压缩曲线 图2-9低碳钢压缩破坏图 图2-10铸铁压缩破坏图
弹性模量、比例极限和屈服极限与拉伸时基本相同。屈服阶段后，试样越压越扁，所以没有压缩，呈腰鼓形塑性变形，由此可见，韧性材料的抗剪切强度小于抗拉伸强度。 2.铸铁压缩实验灰铸铁试样的断裂有两特点：一是断口为斜断口，如图2—10所示。二是按Pb/A0求得的ζb远比拉伸时为高，大致是拉伸的3—4倍。为什么象铸铁这种脆性 材料的抗拉与抗压能力相差这么大呢？这主要与材料本身情况（内因）和受力状态（外因）有关。铸铁试件压缩时，在达到抗压负荷Fb前出现较明显的变形然后破裂，铸铁试件最后会略呈鼓形，断口的方位角约为55°~60°，断裂面与试件轴线大约呈45o。铸铁压缩后沿斜截面断裂，其主要原因是由剪应力引起的。假使测量铸铁受压试样斜断口倾角α，则可发现它略大于45o而不是最大剪应力所在截面，这是因为试样两端存在摩擦力造成的。 铸铁压缩曲线
铸铁压缩实验，应力和应变之间无明显的直线阶段和屈服阶段，但是有塑性变形，断口约为螺旋45度方向，抗压时的强度极限约为强度极限的4到5倍。弹性模量通常以某一应力的割线来度量。所以铸铁压缩时主要是剪切破坏，受到最大剪切力，由此可见脆性材料的抗剪切强度大于抗拉伸强度。 参考文献： [1]刘鸿文 材料力学Ⅰ(第五版） 高等教育出版社 [2]汤安民，刘泽明 灰铸铁拉伸与扭转破坏试验的强度条件分析[A] 西安理工大学学报 [3]侯德门 材料力学实验 西安交通大学出版社 [4]曹睿 铸铁断裂机理原位拉伸研究 [A]甘肃工业大学学报篇四：低碳钢、铸铁拉伸试验 低碳钢、铸铁拉伸试验 一、实验目的 本试验以低碳钢和铸铁为代表，了解塑性材料在简单拉伸时的机械性质。它是力学性能试验中最基本最常用的一个。一般工厂及工程建设单位都广泛利用该实验结果来检验材料的机械性能。试验提供的 E，ReL，Rm，A和Z等指标，是评定材质和进行强度、刚度计算的重要依据。本试验具体要求为： 1.了解材料拉伸时力与变形的关系，观察试件破坏现象。 2．测定强度数据，如屈服点ReL，抗拉强度Rm。 3．测定塑性材料的塑性指标：拉伸时的伸长率A，截面收缩率Z。 4．比较塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。 二、实验原理 进行拉伸试验时，外力必须通过试样轴线,以确保材料处于单向应力状态。一般试验机都设有自动绘图装置，用以记录试样的拉伸图即F-ΔL曲线，形象地体现了材料变形特点以及各阶段受力和变形的关系。但是F-ΔL曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸的影响。因此，拉伸图往往用名义应力、应变曲线(即R-ε曲线)来表示： R? FS0?LL0 ——试样的名义应力 ??——试样的名义应变 S0和L0分别代表初始条件下的面积和标距。R-ε曲线与F-ΔL曲线相似，但消除了几何尺寸的影响。因此，能代表材料的属性。单向拉伸条件下的一些材料的机械性能指标就是在R-ε曲线上定义的。如果试验能提供一条精确的拉伸图，那么单向拉伸条件下的主要力学性能指标就可精确地测定。 不同性质的材料拉伸过程也不同，其R-ε曲线会存在很大差异。低碳钢和铸铁是性质截然不同的两种典型材料，它们的拉伸曲线在工程材料中十分典型，掌握它们的拉伸过程和破坏特点有助于正确、合理地认识和选用材料。 低碳钢具有良好的塑性，由R-ε曲线（图1-1)可以看出，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段： 弹性阶段（OA)：试件的变形是弹性的。在这个范围内卸载，试样仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形。习惯上认为材料在弹性范围内服从虎克定律，其应力、应变为正比关系，即 R?E? （1-1） 比例系数E代表直线OA的斜率，称作材料的弹性模量。 屈服（流动)阶段（BC)：R-ε曲线上出现明显的屈服点。这表明材料暂时丧失抵抗继续变形的能力。这时，应力基本上不变化，而变形快速增长。通常把下屈服点（Bˊ)作为材料屈服极限ReL。ReL是材料开始进入塑性的标志。结构、零件的应力一旦超过ReL，材料就会屈服，零件就会因为过量变形而失效。因此强度设计时常以屈服极限ReL作为确定许可应力的基础。从屈服阶段开始，材料的变形包含弹性和塑性两部分。如果试样表面光滑，材料杂质含量少，可以清楚地看到表面有45°方向的滑移线。 （c） 图1-1
试件拉伸图 强化阶段（CD)：屈服阶段结束后，R-ε曲线又开始上升，材料恢复了对继续变形的抵 抗能力，载荷就必须不断增长。如果在这一阶段卸载，弹性变形将随之消失，而塑性变形将永远保留下来。强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。卸载后若重新加载，加载线仍与弹性阶段平行，但重新加载后，材料的弹性阶段加长、屈服强度明显提高，而塑性却相应下降。这种现象称作为形变强化或冷作硬化。冷作硬化是金属材料极为宝贵的性质之一。塑性变形和形变强化二者联合，是强化金属材料的重要手段。例如喷丸，挤压，冷拨等工艺，就是利用材料的冷作硬化来提高材料强度的。强化阶段的塑性变形是沿轴向均匀分布的。随塑性变形的增长，试样表面的滑移线亦愈趋明显。D点是R-ε曲线的最高点，定义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度记作Rm。对低碳钢来说Rm是材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进入颈缩阶段的标志。 颈缩阶段（DE)：应力达到强度极限后，塑性变形开始在局部进行。局部截面急剧收缩，承载面积迅速减少，试样承受的载荷很快下降，直到断裂。断裂时，试样的弹性变形消失，塑性变形则遗留在破断的试样上。材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量，单拉时的塑性指标用断后伸长率A和断面收缩率Z来表示。即 A? Lu?L0 L0S0?Su S0 ?100% Z??100% （1-2） Lu，Su分别代表试样拉断后的标距和断口的面积。 低碳钢颈缩部分的变形在总变形中占很大比重如图1-2所示。测试断后伸长率时，颈缩局部及其影响区的塑性变形都应包含在Lu之内。这就要求断口位置应在标距的中央附近。若断口落在标距之外则试验无效。 工程上通常认为，材料的断后伸长率A& 5%属于韧断，A& 5%则属于脆断。韧断的特征是断裂前有较大的宏观塑性变形，断口形貌是暗灰色纤维状组织。低碳钢断裂时有很大的塑性变形，断口为杯状周边为45°的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状，因此是一种典型的韧状断口。 铸铁是典型的脆性材料，其拉伸曲线如图1-1（c）所示。其拉伸过程较低碳钢简单，可近似认为是经弹性阶段直接过渡到断裂。其破坏断口沿横截面方向，说明铸铁的断裂是由拉应力引起，其强度指标只有Rm。由拉伸曲线可见，铸铁断后伸长率甚小，所以铸铁常在没有任何预兆的情况下突然发生脆断。因此这类材料若使用不当，极易发生事故。铸铁断口与正应力方向垂直，断面平齐为闪光的结晶状组织，是典型的脆状断口。50 80 70 60 50 40 30 20 10 0 伸长量/ mm 延伸率/ %
图1-2颈缩试样各分格的伸长 多数工程材料的拉伸曲线介于低碳钢和铸铁之间，常常只有两个或三个阶段如图1-3。 但强度、塑性指标的定义和测试方法基本相同。所以，通过拉伸破坏试验，分析比较低碳钢和铸铁的拉伸过程，确定其机械性能，在机械性能试验研究中具有典型意义。 （a） （b）
不同类型材料的拉伸图 三、实验设备 1. 万能材料试验机。2. 0.02mm游标卡尺。 四、试样的制备 试样制备是试验的重要环节。国家标准《金属拉伸试验试样》GB6397-86对此有详细规定。通常拉伸试样有比例试件和定标准试件两种。 一般拉伸试样由三部分组成，即工作部分，过渡部分和夹持部分（图1-4）。工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态。均匀部分的有效工作长度L0称做标距。d0、S0分别代表工作部分的直径和面积。过渡部分必须有适当的台肩和圆角，以降低应力集中，保持该处不会断裂。试样两端的夹持部分用以传递载荷，其形状尺寸应与试验机的钳口相匹配。
圆形截面拉伸试件
前已述及，颈缩局部及其影响区的塑性变形在断后伸长率中占很大的比重。虽然，同种材料的断后伸长率不仅取决于材质，而且还取决于试样的标距。试样愈短、局部变形所占比例愈大，A也就愈大。为了便于相互比较，试样的长度应当标准化。按照规定，测试断后伸长率应当采用比例试样。比例试样的长度有两种规定： 10倍直径圆试样： L0?10d0 , 即 L?11.3 5倍直径圆试样： L0?5d0
, 即 ?5.65 按照上述比例，板试样也分长、短两种：长试样：L0?
短试样：L0?用10倍直径试样测定的断后伸长率记做Au0，用5倍直径试样测定的断后伸长率记做A5
国家标准推荐使用短比例试样。 五、实验结果的处理 1.强度指标计算 屈服极限
ReL? FeLS0FmS0
强度极限 Rm?
屈服载荷FeL取屈服平台的下限值。Fm取F-ΔL曲线的最大载荷。铸铁不存在屈服阶段故只记Rm。 2.塑性指标的计算 断后伸长率 A? Lu?L0 L0S0?Su S0 ?100% 断面收缩率 Z??100% 将自动绘图器绘出的图形用光滑曲线联结，并延长直线部分使之交于坐标原点。修正后绘在方格纸上，并注明比例尺，即方格上每一厘米代表若干载荷和伸长。 绘出低碳钢和铸铁试件试验前后的形状图形。 最后，根据试验结果，比较并说明两种材料机械性质的特点。 3.断口移中法 从破坏后的低碳钢试件及图1-2上可以看到，各处的残余变形不是均匀分布的，愈近断口（颈缩）处伸长愈多。因此测得Lu 的数值与断口的部位有关。若试件断口不在标距中间三分之一范围内，应按国家标准的规定采用断口移中的办法，计算Lu长度。试验前要在试件标距内等分划十个格子。试验后，将试件对接在一起，从断口为起点O，在长段上取基本等于短段的格数得B点。计算Lu方法如下： （1）当长段所余格数为偶数时，如图1-5（a）所示，则量取长段所余格数之一半，得c点，将BC段长度称到试件左端，则移后的Lu为L1?AO?OB?2BC
a ） 拉伸试件断口移中
（2） 当在长段上所余格为奇数时，如图1-5（b）所示，则在长段上所余格数减1之半，得C点，再由C点向后移一格得C1点。则移位后的标距Lu为：L1?AO?OB?BC?BC1当断口非常靠近试件两端，而与其头部之距离等于或小于直径的两倍时，一般认为试验结果无效，需要重新试验。 （附） 图1-5
b ） 拉伸试件断口移中篇五：低碳钢拉伸试验报告 低碳钢拉伸试验 一、 试验目的 1． 测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能； 2． 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。 二、试验原理 拉伸试验是评定金属材料性能的常用检测方法，可以测定试样的强度与塑性性能。 试验过程中用万能材料试验机拉伸试样，直至断裂；用游标卡尺量测试样的原始标距（L0）、断后标距（Lu）、试样直径（d0）以及试样断裂后缩颈处最小直径（du），并从计算机中读出最大拉伸力（Pm）和试样应变为0.2时对应的拉力（P0.2）；之后根据计算公式对试验数据进行处理得出断后伸长率（A）、断面收缩率（Z）、抗拉强度（Rm）、非比例延伸强度（RP0.2）等，最后进行误差分析。运用得出的数据，根据Hollomon公式以及线性拟合计算低碳钢的应变硬化指数n和应变硬化系数k。 低碳钢试样在拉伸试验中表现出较为典型的变形-抗力之间的关系，在“力-延伸曲线”中可以看到明显的四个阶段： 1. 弹性阶段：这一段试样发生完全弹性变形，当载荷完全卸除，试样恢复原样； 2. 屈服阶段：这一阶段试样明显增长，但载荷增量较小并出现上下波动，若略去 这种载荷读数的微小波动，屈服阶段在“力-延伸曲线”上可以用水平线段表示； 3. 强化阶段：由于材料在塑性变形过程中发生加工硬化，这一阶段试样在继续伸 长的过程中，抗力也不断增加，表现为曲线非比例上升； 4. 颈缩阶段和断裂：试样伸长到一定程度之后，载荷读数开始下降，此时可以看 到在试样的某一部位的横截面面积显著收缩，出现颈缩现象，直到试样被拉断。 试验一般在室温10℃~30℃的温度范围内进行，若对温度有严格要求，则温度应控制在23℃±5℃范围内。 三、试验设备及材料 3.1 试验材料与试样 3.1.1 试验材料 表1
试验材料 3.1.2 试样 本试验使用退火低碳钢、正火低碳钢、淬火低碳钢的R4圆形截面比例试样（GB/T228-2002）各一个。 根据GB/T228-2002规定，R4试样的规格如下图1
低碳钢拉伸试验R4试样
3.2测量工具、仪器、设备 1.设备仪器
(1)游标卡尺 a.国标GB/T228-2002中要求其分辨率应优于0.1mm，准确到±0.25； b.实验室中游标卡尺的量程为150mm，精确度为0.02毫米。 (2)引伸计 a.国标GB/T228-2002中规定测定非比例延伸强度时应使用不劣于1级准确度的引伸计，测定抗拉强度时应使用不劣于2级准确度的引伸计； b.实验室中使用电子引伸计，型号为YYU，其规格为25/50，即标距为50.0mm，最大位移为25.0mm；变形量精度为1%。 (3)材料试验机 a.国标GB/T228-2002中规定应使用1级或优于1级准确度的材料试验机。 b.实验室中的万能材料试验机的型号是“WDW-200D微机型控制电子式万能材料试验机”，其各项参数为： 试验力准确度：优于示值的0.5%； 变形测量准确度：在引伸计满量程的2%~100%范围内优于示值的1%； 横梁位移测量：分辨率的0.001mm； 衡量速度：6mm/min； 测力传感器的精度：0.005。 (4)试样标线器 实验室中的试样标线器的规格为：每格10mm，一共10格；标距误差±1%。 四、实验步骤 1.将试样编号为1、2、3（每根试样的热处理信息未知，需由测量分析得出）； 2.测量试样的原始直径。在试样粗细均匀范围内的两端和中间取三个横截面，在每个横截面相互垂直的方向上个测量一次，算出三处的直径平均值，取其中最小的数据最为试样的原始直径值； 3.用试样标线器标识标距，每根试样划4条标距，最两端两条相距60mm，中间两条相距40mm； 4.在万能材料试验机上装卡试样； 5.安装引伸计，确保引伸计与计算机正确相连并可用； 6.进行试验。通过计算机对试验机参数进行设置，之后启动加载程序，电脑自动记录“力-延伸曲线”、上下屈服点对应的力、试验过程中的最大力等各项参数；在达到最大力之后，取下引伸计，试验机继续加载直至试样断裂；停止试验机； 7.取下试样，将两段试样沿断口对齐，用游标卡尺测量断后标距，测量6次取算数平均值；断口处最小直径，相互垂直的方向上各测量一次后取算数平均值； 8. 1、2、3号试样分别进行上述2至7步骤； 9. 数据处理。 五、试验结果及讨论 1.原始试验数据 对试验数据的有效性进行初步分析，原则上只有断裂处与最接近的标距标记的距离不小于原始标距的三分之一情况方为有效（GB/T228-2002）。该试验中，3号试样断裂处在试样的一端，因此3号试样的断后标距为无效数据。 表2
试样断后标距和断后颈缩处直径图1
试样1的应力-应变曲线
试样2的试验数据图2
试样2的应力-应变曲线
试样3的试验数据
试样3的应力-应变曲线 选取均匀变形阶段试验数据点的时候，采取均匀取点的方式，力值每间隔约1000N取一个点，每个试样选取10个数据点。
2.试验数据处理 （1）断后伸长率 断后标距测量准确度篇六：碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验 碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验 一、目的 1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限ζS，强度极限ζb，延伸率δ和断面收缩率Ψ，测 定铸铁拉伸时的强度极限ζb。 2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进行比较，使用绘图装 置绘制拉伸图（P-ΔL曲线）。 3、测定压缩时低碳钢的屈服极限ζS。和铸铁的强度极限ζb。 4、观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。 5、掌握电子万能试验机的原理及操作方法 6、了解液压万能试验机的工作原理及操作方法。 二、设备 微机控制电子万能材料试验机、液压式万能材料试验机、游标卡尺。 三、拉伸试祥 1. 为使各种材料机械性质的数值能互相比较，避免试件的尺寸和形状对试验结果的 影响，对试件的尺寸形状GB6397-86作了统一规定，如图2-3所示：
图2-3 用于测量拉伸变形的试件中段长度（标距L0）与试件直径d。必零满足L0／d0=10或5， 其延伸率分别记做和δ10和δ5 2、压缩试样：低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形，避免 压弯，一般规定试件高度h直径d的比值在下列范围之内： 1≤h d≤3 为了保证试件承受轴向压力，加工时应使试件两个端面尽可能平行，并与试件轴线垂直， 为了减少两端面与试验机承垫之间的摩擦力，试件两端面应进行磨削加工，使其光滑。
四、实验原理 图2-4为试验机绘出的碳钢拉伸P-△L曲线图，拉 伸变形ΔL是整个试件的伸长，并且包括机器本身的弹 性变形和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲线图最 初一段是曲线，流动阶段上限B‘受变形速度和试件形式 影响，下屈服点B则比较稳定，工程上均以B点对应的 载荷作为材料屈服时的载荷PS，以试样的初始横截面积 A0除PS，即得屈服极限：图2-4 ?S?PsA0 （2.1） 屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值Pb，时，试 样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在Pb不动，主 动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。以试样的初始横截面面积A。除Pb 得强度极限为
（2.2） 延伸率δ及断面收缩率φ的测定，试样的标距原长为L0拉断后将两段试样紧密地对接 在一起，量出拉断后的标距长为L1延伸率应为 ??l1?0 l0?100%（2.3） 断口附近塑性变形最大，所以L1的量取与断口的部位有关，如断口发生于Lο的两端或 在Lο之外，则试验无效，应重做，若断口距L。的一端的距离不在标距长度的中央1 3区域 内，要采用断口移中的办法；以度量试件位断后的标距，设两标点CC1之间共有10格，断 口靠近左段，如图2-5，从临近断口的第一刻线d起，向右取10／2＝5格，记作a，这就相 当于把断口摆在标距中央，再看a点到C1点有多少格，就由a点向左取相同的格数，记作b， 令Lˊ表示C至b的长度，L’表示b至a的长度，则L′＋2L‘′的长度中包含的格数等于标距长度内的格数10，即L′＋2L′=L1。 ‘
试样拉断后，设颈缩处的最小横截面面积为A1，由于断口不是规则的圆形，应在两个 相互垂直的方向上量取最小截面的直径，以其平均值计算A1，然后按下式计算断面收缩率： ???0??1 ?0?100% （2.4） 铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷Pb而突然发生断裂。没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。 图2-6为低碳钢试件的压缩图，在弹性阶段和屈服阶段，它与拉伸时的形状基本上是一致的，而且?s也基本相同，所以说，低碳钢材料在压缩时的E和?s都与拉伸时大致相同， 低碳钢的塑性好，由于泊松效应，试件越压越粗，不会破坏，横向膨胀在试件两端受到试件与承垫之间巨大摩擦力的约束，试件被压成鼓形，进一步压缩，会压成圆饼状，低碳钢试件压不坏，所以没有强度极限。 图2-6 图2-7
图2-7为铸铁试件压缩图，P-ΔL比同材料的拉伸图要高4-5倍，当达到最大载荷?b时铸铁试件会突然破裂，断裂面法线与试件轴线大致成450～550的倾角。这表面，铸铁压缩破坏主要是由剪应力引起的。 五、实验步骤 拉伸试验步骤： 1、试件准备 （1）测量试样尺寸 测定试样初始横截面面积Aο时，在标距Lο的两端及中部三个位置上，沿两个互相垂直的方向，测量试样直径，以其平均值计算各横截面面积，取三个横截面面积中的最小值为Aο。 2、试验机准备 使用电子万能试验机时 （1）检查试验机的夹具是否安装好，各种限位是否在实验状态下就位； （2）启动试验机的动力电源及计算机的电源； （3）调出试验机的操作软件，按提示逐步进行操作； （4）安装试件。安装时仅将试件上端夹紧，下端悬空，然后再试件上夹持引伸计； （5）启动下降按钮将试件移下，停止安装好试件，进行调零，回到试验初始状态； （6）根据实验设定，启动实验开关进行加载，注意观察试验中的试件及计算机上的曲线变化； （7）实验完成，保存记录数据，打印实验数据报告；（8）试件破坏后（非破坏性试验应先卸载），断开控制器并关闭，关闭动力系统及计算机系统，清理还原。 使用液压万能试验机时 （1）调整试验机
按2-1的要求调整检查万能材料试验机，根据Pb＝ζb×Α。估计试件的最大载Pb，按最大载荷数值为度盘测力范围的40％-80％的标准来选择度盘和与其相匹配的摆锤，并调整示力指针为零。 （2）安装试样先将试件安装在试验机上夹头内，再移动下夹头使之达到适当位置，须注意使试样垂直，并把试样下端夹紧。 （3）检查及预拉
请教师检查以上实验步骤完成情况。开动试验机，并使自动绘图器工作。预加少量载荷（勿使应力超过比例极限），然后卸载接近零点，以检查试验机是否处于正常状态。 （4）进行试验 ①打开送油阀，用慢速加载，缓慢而均匀地使试件产生变形，注意观察测力指针的转动、自动绘图的情况和相应的试验现象，以测力指针停止转动的载荷或指针多次回转时，第一次回转后的最小载荷作为屈服点载荷Ps，并注意观察是否出现滑移线。 ②屈服后在强化阶段任一点处，停止加载，然后卸载，再重新加载，以观察冷作硬化现象。 ③继续加载直至试件断裂。在断裂前注意观察颈缩现象。此时拉力达到最大载荷，测力指针开始回转，而副针停留位置的读数，即最大载荷Pb，试件断裂后停机，取下试件。 铸铁试验只要记下最大载荷及绘出拉伸图。 ④取下自动绘图仪所绘的拉伸曲线图纸，以便写实验报告时参考。 （5）试验结束 打开回油阀，将载荷卸掉，清理实验现场。 压缩试验步骤： 1、测量试样尺寸，
测量试样两端及中间等三处截面的直径，取三处中最小一处的平均直径d0作为计算原截面积?0之用。 2、调整试验机，选择测力度盘，调整指针对准零点，并调整自动绘图器。电子万能试验机按软件操作指南步骤进行。篇七：低碳钢和灰口铸铁的拉伸,压缩实验 低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验 1 实验目的 ⑴．观察低碳钢在拉伸时的各种现象,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?。 ⑵.观察铸铁在轴向拉伸时的各种现象。 ⑶.观察低碳钢和铸铁在轴向压缩过程中的各种现象。 ⑷.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。测定该试样所代表材料的FS、Fb和?l等值。 ⑸.对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进行比较。 ⑹.学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。 2 仪器设备和量具 50KN电子万能试验机，单向引伸计，钢板尺，游标卡尺。 3 试件 实验证明，试件尺寸和形状对实验结果有影响。为了便于比较各种材料的机械性能， 国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。根据国家标准，（GB6397-86），将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下： 本实验的拉伸试件采用国家标准中规定的长比例试件(图2－1),实验段直径d0?10mm,标距l0?100mm。本实验的压缩试件采用国家标准（GB7314-87）中规定的圆柱形试件 h/d0?2，d0?15mm（图2－2）。
图2－2 压缩试件 4 实验原理和方法 （一）低碳钢的拉伸实验 在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d0和标距l0。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，与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线（F??l曲线，见图2－3）或应力-应变曲线（???曲线，见图2－4），随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：Δl d?
图2－3 图2－4 （1）弹性阶段（Ob段） 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，此阶段称为线形阶段。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。 线性阶段后，???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。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45斜纹。这是由于试件的45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）硬化阶段（ce段） 经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d?d?斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。 在硬化阶段应力应变曲线存在一最高点，该最高点对应的应力称为材料的强度极限（?b），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。 （4）颈缩阶段（ef段） 试样拉伸达到强度极限?b之前，在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限?b之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。颈缩出现后，使试件继续变形所需载荷减小，故应力应变曲线呈现下降趋势，直至最后在f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处，断口形状呈杯状，这说明引起试样破坏的原因不仅有拉应力还有切应力。 （二）铸铁的拉伸实验 铸铁的拉伸实验方法与低碳钢的拉伸实验相同，但是铸铁在拉伸时的力学性能明显不同于低碳钢，其应力应变曲线如图2－5所示。铸铁从开始受力直至断裂，变形始终很小，既不存在屈服阶段，也无颈缩现象。断口垂直于试样轴线，这说明引起试样破坏的原因是最大拉应力。 （三）低碳钢和铸铁的压缩实验 低碳钢试件在压缩过程中，在加载开始段，从应力应变曲线图2－6可以看出，应力与应变成正比，即满足胡克定理。当载荷达到一定程度时，低碳钢试件发生明显的屈服现象。过了屈服阶段后，试件越压越扁，最终被压成腰鼓形，而不会发生断裂破坏。 铸铁试件在压缩过程中，没有明显的线性阶段，也没有明显的屈服阶段（如图七所示）。铸铁的压缩强度极限约为拉伸强度极限的3-4倍。铸铁试件断裂时，断口方向与试件轴线约成55。一般认为是切应力和摩擦力共同作用的结果。
??图2－6 图2－7 5 实验步骤 （一）低碳钢的拉伸实验 1、依次打开计算机、变压器，并按下主机外罩上的“复位”按钮启动试验机。 2、双击桌面上的图标WinWdw-PCI ，进入软件操作系统。 3、点击“试验操作”，打开实验操作界面，做拉伸试验时，在软件操作系统的“控制面 板”上选取“拉向”。 4、用游标卡尺测量试样的直径和标距，并记录。 在试件的标距范围内测量试件三个横截面处的截面直径，在每个截面上分别取两个相互垂直的方向各测量一次直径。取六次测量的平均值做为原始直径d0，并据此计算试件的横截面面积A0。测量标距时，要用游标卡尺测量三次，并取三次测量结果的平均值作为试件的原始长度l0。 5、做实验 ⑴ 装夹拉伸试样。通过试验机的“上升”、“下降”按钮把横梁调整到方便装试件的位 置，再把上钳口松开，夹紧试样的上端； ⑵ 使横梁下降，当试样能够夹在下钳口时，停止； ⑶ 在实验操作界面上把负荷、峰值、变形、位移、时间清零，夹紧下钳口； ⑷ 在“控制面板”上选择“位移控制”，采用0.2mm/min的速度使横梁下降，消除预 紧力，使负荷变为零； ⑸ 装夹引伸计，并检查引伸计是否已正确连接到计算机主机的端口上；加载速度选 0.5mm/min； ⑹ 单击“新建试样”按钮，输入试件的有关信息，包括直径（或长、宽）、标距，然 后点击“新建试样” 按钮，再点击“确认”。 ⑺ 再次把负荷、峰值、变形、位移、时间等各项分别清零。 ⑻ 单击“位移方式”，切换为“取引伸计”模式。在取引伸计模式下，点击“开始”按钮，开始实验。当试件即将进入屈服阶段时，屏幕会弹出对话框提示取下引伸计，此时要迅速取下引伸计。因为此后试件将进入屈服阶段，在载荷—变形图上将看到一个很长的波泿形曲线（表明试件处于流塑阶段），应力变化不大，但应变大大增加。如果不取下引伸计，引伸计将被拉坏。接着材料进入强化阶段，可将加载速度调至5mm/min，继续实验直至试样拉断。 在实验过程中，注意观察屈服（流动）、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象。⑼ 试样拉断后，立即按“停止”按钮。然后点取“保存数据” 按钮，保存试验数据。取下试样，先将两段试件沿断口整齐地对拢，量取并记录拉断后两标距点之间的长度l1，及断口处最小的直径d1，并计算断后面积。 ⑽ 数据处理。单击菜单栏中的“试验分析”，并在相应的对话中选择需要计算的项目。然后单击“自动计算”。需要打印时单击“试验报告”按钮，把需要输出的选项移到右侧的空白框内，在曲线类型栏中选择应力---应变曲线，单击“确定”铵钮后打印试验报告。 （二）铸铁的拉伸实验 操作步骤与低碳钢试验基本相同，不同之处有： （1）无须装夹引伸计。 （2）速度选择置于2mm/min直至断裂。 （3）在实验中注意读取荷载极限值。 （三）低碳钢压缩实验 其操作步骤与拉伸时基本相同，不同之处有： （1）试件放于下压头的中心处，移动横梁使上压头逐渐接近试样。但不能接触试样。 （2）用速度2mm/min加压，使上压头接触试样（荷载单元可显2～3kN的预压力）。 （3）试验速度在屈服前用2mm/min，屈服后用5mm/min。 （4）试样不会断裂，曲线画到一定程度即可结束试验；在实验中注意读取屈服时的荷 载值。 （四）铸铁压缩实验 操作步骤与低碳钢压缩相同，不同的是试件破断后停机。 全部实验完毕后，关闭软件和试验机，并检查机器和仪器的各开关按键是否置于原始位置，然后关掉电源。 6 试验结果处理 （一）低碳钢的拉伸实验 记录试件的屈服抗力Fs和最大抗力Fb。试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标距间的距离l1。依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。 强度指标： 屈服极限 ?s? FsA0 ,其中A? ?d0 4 2篇八：低碳钢和铸铁拉伸试验 实验编号2
低碳钢和铸铁的拉伸实验 低碳钢和铸铁拉伸试验 一、 概述 常温，静载下的轴向拉伸试验是材料力学实验中最基本，应用最广泛的实验。通过拉伸试验，可以全面地测定材料地力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。弹性模量E是表征材料力学性能中弹性的重要指标之一，它反映了材料抵抗弹性变形的能力。这些性能指标对材料力学地分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有极其重要的作用。 二、 实验目的 1、 2、 3、 4、 5、 测定低碳钢的下屈服点бSL
、抗拉强度бb 、断后伸长率δ、断面收缩率ψ 验证虎克定律，测定低碳钢的弹性模量E 测定铸铁的抗拉强度бb 观察分析两种材料在拉伸过程中的各种现象 学习自动绘制ζ－ε曲线及微机控制电子万能实验机、电子引伸计的操作 三、 实验设备和仪器 1、 2、 3、 微机控制电子万能实验机(10T) 游标卡尺 低碳钢和铸铁圆形拉伸试样 四、 实验原理 1、 低碳钢拉伸 低碳钢拉伸实验过程分四个阶段： (1)、弹性阶段OE，在此阶段中的OP段拉力和伸长成正比关系，表明钢材的应力和应变为线性关系。完全遵循虎克定律б＝Eε，故点P的应力бP称为材料的比例极限。如图1-1所示，当应力继续增加达到材料的弹性极限бE对应的E点时，应力和应变间的关系不再是线性关系，但变形仍然是弹性的，即卸除拉力后变形完全消失，工程上对弹性极限和比例极限不严格的区分它们。 （2）、屈服阶段ES，当应力超过弹性极限到达S点时，应变有明显的增加，而应力先是下降，然后作微小的波动，在ζ－ε曲线上出现锯齿形线段。这种应力基本保持不变，而应变显著增加的现象，称为屈服。在屈服阶段内的最高应力和最低应力分别称为上屈服极限和下屈服极限。上屈服极限的数值与试样形状、加载速度等因素有关，一般不稳定。下屈服极限则有比较稳定的数值，能够反应材料的性能。通常把下屈服极限称为屈服极限或屈服点，用бSL来表示。屈服应力是衡量材料强度的一个重要指标。其计算公式为бSL=FSL/A0（3）、强化阶段SB，过了屈服阶段以后，试样材料因塑性变形其内部晶体组织结构重新得到了调整，其抵抗变形的能力有所增强，随着拉力的增加，伸长变形也随之增加，拉伸曲线继续上升。SB曲线段称为强化阶段。强化阶段中的最高点B所对应的的应力бb是材料所承受的最大应力，称为强度极限或抗拉强度。其计算公式为бb=Fb/A0，它也是材料强度性能的重要指标。 （4）、颈缩和断裂阶段BK, 当拉力到达Fb以后，变形主要集中于试样的某一局部区域，该处横截面积急剧减少，出现“颈缩”现象，此时拉力随之下降，直至试样被拉断，其断口形貌成杯椎状。试样的断后伸长率和断面收缩率的测定为（1）延伸率：试样标距原长L0，拉断后，将两段试样紧密地对接在一起，量出拉断后地标距长为L1，则延伸率???L1-L0)/L0*% ；（2）断面收缩率：试样拉断后，设颈缩处的最小横截面积为A1，则断面收缩率ψ??????????????б? ? ? ?ε?铸铁的拉伸? ?、铸铁是典型的脆性材料，整个拉伸过程中的变形很小，无屈服、颈缩现象。曲线很快达到最大拉力Fb,试样突然发生断裂，其断口是平齐粗糙的。抗拉强度为?b=Fb/ A0
FL 五、 实验步骤 1．开机：试验机——&打印机——&计算机 注意：每次开机后，最好要预热10分钟，待系统稳定后，再进行试验工作。若刚刚关机，需要再开机，至少保证1分钟的时间间隔。 2．双击电脑桌面图标，进入试验软件，选择好联机的用户名和密码
选择对应的传感器及引伸计后击 。 3．根据试样情况准备好夹具，若夹具已安装到试验机上，则对夹具进行检查,并根据试样的长度及夹具的间距设置好限位装置。 4．点击里的新试验，选择相应的试验方案，输入试样的原始用户参数如尺寸等。测量试样的尺寸方法为：用游标卡尺在试样标距两端和中间三个截面上测量直径，每个截面在互相垂直方向各测量一次，取其平均值。用三个平均值中最小者计算横截面积，低碳钢还要测量出原始的长度。 。5．夹好试样，在夹好试样上端后，力值清零（点击力窗口的 夹下端。 6、点击主机小键盘上的试样保护键，消除夹持力。 7、位移清零、峰值力清零 8、点击 9、
观察试验过程 ，开始自动试验。 按钮）再 10、
试验结束，在试验结果栏中，程序将自动计算出结果显示在其中。如果想 清楚的观看结果，可双击试验结果区，试验结果区将放大到半屏，方便观看结果数据，再次双击，试验结果区大小复原。如果想分析曲线，双击曲线区，曲线区将放大到半屏，方便分析曲线，再次双击，曲线区大小复原。 11、实验完成后，点击,打印试验报告。 12、关闭试验窗口及软件。
关机：试验软件——&试验机机——&计算机。篇九：低碳钢拉伸实验报告 低碳钢拉伸实验报告 1 实验目的 （1）观察低碳钢在拉伸时的各种现象,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?。 （2）观察低碳钢在轴向拉伸时的各种现象。 （3）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。 （4）学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。 2仪器设备和量具 电子万能试验机，单向引伸计，游标卡尺。 3试件 实验证明，试件尺寸和形状对实验结果有影响。为了便于比较各种材料的机械性能，国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。根据国家标准，（GB6397-86），将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下： 本实验的拉伸试件采用国家标准中规定的长比例试件(图2-1),实验段直径 d0=10mm,标距l0=100mm。 4实验原理和方法 在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d0和标距l0。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，与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线（F??l曲线，见图2－3）或应力-应变曲线（???曲线，见图2－4），随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：(1)弹性阶段（ob段） 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，此阶段称为线形阶段。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。 线性阶段后，???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（??），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(来自: 写 论 文 网:)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。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450斜纹。这是由于试件的450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）硬化阶段（ce段） 经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。 若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d?d'斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。 在硬化阶段应力应变曲线存在一最高点，该最高点对应的应力称为材料的强度极限（?b），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。 （4）颈缩阶段（ef段） 试样拉伸达到强度极限?b之前，在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限?b之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。颈缩出现后，使试件继续变形所需载荷减小，故应力应变曲线呈现下降趋势，直至最后在 f点断裂。试样的断裂位置处于颈缩处，断口形状呈杯状，这说明引起试样破坏 的原因不仅有拉应力还有切应力。 5 实验步骤 1、准备试件，测量试件的直径d0，打上明显的标记，并量出试件的标记距离l0，并取三次测量结果的平均值。在试件中间和两端相互垂直的方向各量两次直径，取六次测量平均值来计算截面面积A0。 2、依次打开计算机、试验机，并旋转试验机外罩上的旋钮启动试验机。 3、双击桌面上的图标，进入软件操作系统。 4、点击“编辑试验方案”，编辑好试验方案。
1）力控制，150N/min，终点为27000N；
2）力控制，150N/min，终点为8000N；
3）力控制，150N/min，终点为29000N；
4）力控制，150N/min，终点为8000N；
5）位移控制，5mm/min，终点为80mm； 5、装夹拉伸试样。通过试验机的“上升”、“下降”按钮把横梁调整到方便装试件的位置，再把上钳口松开，夹紧试样的上端。 6、使横梁下降，当试样能够夹在下钳口时，停止。 7、在实验操作界面上把负荷、峰值、变形、位移清零，夹紧下钳口，然后按下“保载”按钮。 8、装夹引伸计，并检查引伸计是否已正确连接到计算机主机的端口上。 9、点击“开始”按钮，开始实验。当试件即将进入屈服阶段时，屏幕会弹出对话框提示取下引伸计，此时要迅速取下引伸计。因为此后试件将进入屈服阶段，在载荷—变形图上将看到一个很长的波泿形曲线（表明试件处于流塑阶段），应力变化不大，但应变大大增加。如果不取下引伸计，引伸计将被拉坏。在实验过程中，注意观察屈服（流动）、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象。 10、试样拉断后，立即按“停止”按钮。然后点取“保存数据” 按钮，保存试验数据。取下试样，先将两段试件沿断口整齐地对拢，量取并记录拉断后两标距点之间的长度l1，及断口处最小的直径d1，并计算断后面积A1。 11、数据处理。生成实验数据曲线图，使用“遍历”功能记下相关数据。 实验图片 6试验结果处理 记录试件的屈服抗力FS和最大抗力Fb。试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标记距离间的距离l1。依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。 弹性模量 E? Fl ?lA0 Fs?d02 强度指标： 屈服极限 ?s?，其中A0? A04 强度极限 ?b? Fb A0 塑性指标： 延伸率?? l1?l0 ?100% l0断面收缩率
?? A0?A1 ?100% A0 试件原始尺寸记录 篇十：实验项目1： 低碳钢、铸铁的拉伸实验 邵 阳 学 院 实 验 报 告 实验项目1： 低碳钢、铸铁的拉伸实验
实验日期 实验地点 成 绩 院 系 班 级 指导老师 同组成员 学生姓名 学生学号 一、实验内容和目的 1. 测定拉伸时低碳钢的屈服极限?s、强度极限?b、延伸率?、截面收缩率?。 2. 测定拉伸时铸铁的强度极限?b。 3. 观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（F??L曲线） 。4. 比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况 5. 掌握电子万能试验机的原理及操作方法。 二、实验设备及仪器（规格、型号） 1. WD-P6105微机控制电子万能材料试验机 2. 游标卡尺 三、实验原理 1、低碳钢拉伸实验 低碳钢的拉伸图如图所示 低碳钢拉伸图 工程上均以下屈服点 (图C点对应的载荷)作为材料屈服时的载荷FS，以试样的初始横截面积A0除FS，即得屈服极限：?s?Fs/A0 载荷到达最大值Fb时，以试样的初始横截面面积A0除Fb得强度极限： ?b?Fb/A0 试样的标距原长为l0拉断后将两段试样紧密地对接在一起，量出拉断后的标距长为l1延伸率 应为： ?? l1?l0 ?100%
l0 试样拉断后，设颈缩处的最小横截面面积为A1，由于断口不是规则的圆形，应在两个相互垂
1直的方向上量取最小截面的直径，以其平均值计算A1，然后按下式计算断面收缩率：
?? A0?A1 ?100%A 2. 铸铁的拉伸试验 铸铁拉伸曲线，如图所示。铸铁拉伸图 铸铁为脆性材料在变形很小的情况下就会断裂，没有屈服和颈缩现象，铸铁的延伸率和截面收缩率很小，很难测出。铸铁的强度极限为： 四、实验步骤 1. 检查试验机的夹具是否安装好，各种限位是否在实验状态下就位； 2. 启动试验机的动力电源及计算机的电源； 3. 调出试验机的操作软件，按提示逐步进行操作，设置好参数； 4. 安装试件，进行调零，回到试验初始状态； 5. 根据实验设定，启动实验开关进行加载，注意观察试验中的试件及计算机上的曲线变化； 6. 实验完成，保存记录数据； 7. 关闭试验机的动力系统及计算机系统。 五、实验记录及数据处理
1．试件尺寸 2 ?b?Fb/A0。3
六、试验结果分析及讨论 对低碳钢和铸铁试件拉伸时的断口形状进行描述，并分析破坏原因。 4本&&篇:《》来源于:
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