一、實驗目的
1.測定低碳鋼的屈服極限(流動極限)σs,強度極限σb,延伸率δ和截面收縮率ψ。
2.測定鑄鐵的強度極限σb。
3.觀察拉伸過程中的各種現象(包括屈服、強化和頸縮等現象)。
4.比較低碳鋼(塑性材料)與鑄鐵(脆性材料)機械性質的特點。
二、實驗裝置
1.wdw-3300微機控制電子萬能試驗機
2.kj-20劃線儀
3.kl-150mm游標卡尺
三、實驗原理及裝置
1、試件
試件可製成圓形或矩形截面,兩端較粗的部分為夾持端,試件中段用於測量拉伸變形。
根據國家標準gb6397-86的規定,拉力試件分比例試件和非比例試件兩種。比例試件是指標距長度與橫截面面積間具有下列關係的試件
式中係數k通常為5.65和11.3,前者稱為短試件,後者稱為長試件。因此,直徑為d0的短、長圓形試件的標距長度l0分別等於5d0 、、10d0 。
2、實驗原理
通過試驗機的自動繪圖功能繪出低碳鋼的拉伸圖和鑄鐵的拉伸圖,可以測得低碳鋼的屈服載荷ps、最大載荷pb和鑄鐵的最大載荷pb ,從而計算出:
低碳鋼的屈服極限低碳鋼的強度極限
鑄鐵的強度極限
根據實驗前後的標距長度和截面直徑,可以計算出延伸率δ和截面收縮率ψ。
四、實驗步驟
1.試件準備
(1)用劃線儀在標距l0範圍內將標距分成十格。
(2)用游標卡尺測量標距兩端及中間這三個橫截面處的直徑,每一橫截面處沿互相垂直的兩個方向各量一次取其平均值,作為該截面的直徑。用所測得的三個平均值中最小值計算試件的橫截面面積a0。計算a0時取三位有效數字。
2.試驗機準備
根據低碳鋼的強度極限σb和橫截面面積a0估計試件的最大載荷。根據最大載荷的大小,選擇合適的測力量程。
3.安裝試件及進行實驗
(1)啟動試驗機:按住微控制器上的f1,用鑰匙開機,待提示輸入密碼後鬆開f1鍵,再按返回。
(2)試件夾裝:操縱遙控盒,使下夾頭於合適的位置,把試件放入試驗機的上夾頭內並夾緊;操縱遙控盒,將試件下端放入下夾頭內的合適位置,暫不要夾緊。
(3)啟動控制軟體:開啟電腦軟體—確定—聯機—清零—將試件下端夾緊。
(4)試樣錄入:試驗材料—金屬,試驗方法—拉伸,試驗編號(自編),形狀—圓形,試樣型號—a3(低碳鋼)/qt(鑄鐵),開環,原始標距(測得),直徑(測得),儲存,關閉。找出試驗編號和試驗力—位移曲線。
(5)引數設定:初始試驗力值—1200n,橫樑速度—1.0mm/min,向下運動,停車後不返回,不使用引伸計;下一步;選擇最大力,抗拉強度,下屈服力,下屈服強度,斷裂伸長率,斷面收縮率;下一步;試驗結束條件,選擇斷裂百分比—50%,最大試驗力—50kn;下一步;測力感測器額定值—300kn;下一步;座標增量設定使用預設;關閉。
(6)試驗開始:屈服階段完成後橫樑速度可調到10mm/min(無需停車),直至拉斷。將拉斷的試件卸下,測量斷後標距l1、斷口直徑d1,按要求輸入。
(7)資料管理:選中序號—單擊右鍵—選曲線型別(試驗力、位移)—分析—報表—頁面設定—菜單元專案—報表預覽—列印設定—確定。
(8)將測得資料填入資料記錄表。
(9)離線,關閉控制軟體,關閉試驗機,填寫裝置使用記錄本。
(10)清理現場。
五、實驗資料及計算結果
1.試樣尺寸
(1)低碳鋼
(2)鑄鐵
2.實驗資料及計算結果
(1)材料的強度指標σs 、σb
(2)材料的塑性指標δ、ψ
低碳鋼的延伸率δ及截面收縮率ψ:
六、思考題
1.試比較低碳鋼和鑄鐵的拉伸機械性質。
2.試從不同的斷口特徵說明金屬的兩種基本破壞形式。
3.什麼叫比例試件,它應滿足什麼要求?
七、注意事項
1.未經指導教師同意不得開動機器。
2.練習時要嚴格遵守操作規程。操作者不得擅自離開操縱台。
3.要緩慢均勻載入,使測力指標勻速緩慢轉動。解除安裝時也要用慢速。
4.試件安裝必須正確、防止偏斜和夾入部分過短的現象。
5.實驗時聽見異聲或發生任何故障,應立即停車。
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