實驗1 金屬材料的拉伸實驗

2022-09-10 05:45:08 字數 2101 閱讀 7962

一、試驗目的

1.測定低碳鋼(q235 鋼)的強度效能指標:上屈服強度(),下屈服強度()和抗拉強度()。

2.測定低碳鋼(q235 鋼)的塑性效能指標:斷後伸長率()和斷面收縮率()。

3.測定灰鑄鐵(ht250)的強度效能指標:抗拉強度()。

4.觀察、比較低碳鋼(q235 鋼)和鑄鐵兩種材料的力學效能、拉伸過程及破壞現象。

5. 學習試驗機的使用方法。

二、裝置和儀器

1.wes-600s型電液式萬能試驗機。

2.游標卡尺。

三、試樣

國標gb/t228-2002採用直徑d0=10mm(名義尺寸)的圓形截面長比例試樣。

四、實驗原理

1)低碳鋼(q235 鋼)的拉伸實驗

將試樣安裝在試驗機的上下夾頭中,連線試驗機和微機的資料線,啟動試驗機對試樣載入,微機自動繪製出載荷位移曲線。觀察試樣的受力、變形直至破壞的全過程。

屈服階段反映在曲線圖上為一水平波動線。上屈服力是試樣發生屈服而載荷首次下降前的最大載荷。下屈服力是試樣在屈服期間去除初始瞬時效應(載荷第一次急劇下降)後波動最低點所對應的載荷。

最大力是試樣在屈服階段之後所能承受的最大載荷。相應的強度指標由以下公式計算:

上屈服強度1-1)

下屈服強度1-2 )

抗拉強度1-3)

測量斷後的標距部分長度和頸縮處最小直徑du,按以下兩式計算其主要塑性指標:

斷後伸長率():

1-4)

式中為試樣原始標距長度,為試樣斷後的標距部分長度。

斷面收縮率():

1-5)

式中和分別是原始橫截面積和斷後最小橫截面積。

移位法(亦稱為補償法)測定斷後的標距部分長度。

在長段上從斷口o點起取長度基本上等於短段格數的一段得b點,再由b點起取等於長段所餘格數(偶數)之半得c點(見圖1-3a);或取所餘格數(奇數)減1與加1之半得c與c1點(見圖1-3b);移位後的l1分別為:ao+ob+2bc或者ao+ob+bc+bc1 。

2)鑄鐵的拉伸實驗

鑄鐵拉伸時沒有屈服階段,斷口為平埠,只能測得其抗拉強度。據試樣所能承受的最大力值fb,計算鑄鐵抗拉強度():

1-6)

五、實驗步驟

1.測量試樣尺寸

(1)劃線。在試樣兩端劃細線標誌標距。

(2)直徑。在試樣標距兩端和中間三個截面上測量直徑,每個截面在相互垂直方向各測量一次,取其平均值。用三個平均值中最小值計算試樣橫截面面積,資料列表記錄。

(3)標距長度。量取標距計算長度。

2.開機

開啟試驗機及計算機系統電源。

3.實驗引數設定

按實驗要術,通過試驗機操作軟體設量試樣尺寸等實驗引數。

4.測試

通過試驗機操作軟體控制橫樑移動對試樣進行載入,開始實驗。實驗過程中注意曲線及數字顯示視窗的變化。實驗結束後,應及時記求並儲存實驗資料。

5.實驗資料分析及輸出

根據實驗要求,對實驗資料進行分析,通過印表機輸出實驗結果及曲線。

6.斷後試樣觀察及測量

取下試樣,注意觀察試樣的斷口。根據實驗要求測量試樣的延伸率及斷面收縮率

7.關機

關閉試驗機和計算機系統電源。清理實驗現場.將相關儀器還原。

六、實驗結果處理

1.實驗原始資料記錄參考表1-1和表1-2填寫。

表1-1 試樣原始尺寸

表1-2 試樣斷後尺寸

2.實驗資料處理

低碳鋼據曲線(拉伸圖)和試樣屈服後所承受的最大力值fb計算力軸(軸)每公釐代表的力值,進而確定上屈服力和下屈服力的大小。按公式(1-1)~(1-3)計算上屈服強度、下屈服強度和抗拉強度。按公式(1-4)和(1-5)計算斷後伸長率和斷面收縮率。

鑄鐵據試樣所承受的最大力值fb,按公式(1-6)計算抗拉強度。

七、實驗報告要求

1. 包括實驗目的,裝置名稱、型號,實驗原始資料記錄(列表表示)與實驗資料處理,分析討論。

2. 畫出試樣斷裂後形狀示意圖(可畫在資料記錄和處理欄內)。用移位法測定斷後收縮率的測量和計算過程應圖示說明。

3. 試驗機自動繪製的圖附於實驗報告內。

八、思考題

1.拉伸實驗可以測定哪些力學效能?

鋼的拉伸過程的四個階段?

3.鑄鐵試樣拉伸,斷口為何是平截面?

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