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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,(GB639786),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21实验段直径d010mm标距l0100mm。
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(Fl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:
f1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dd斜线),
其斜率与比例阶段的直线段斜r
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