金屬缺口試樣靜拉伸實驗

一、實驗目的

1. 測定試樣的σb（或σbn）、粗略確定σs，δk、ψk。

2. 觀察了解不同幾何形態的缺口對拉伸曲線、變形抗力、塑性及斷口形貌的影響。

3. 了解材料在硬性應力狀態和應力集中情況下的脆性趨向，測定材料的缺口敏感性指標nsr。

二、實驗要求

1.實驗前先記錄試樣的原始資料，每根拉伸試樣拉斷後及時記錄相應資料。

2.認真閱讀操作說明書。

3.控制載入速度，觀察記錄屈服點、最大載荷，觀察縮頸現象。

4.及時記錄斷口形貌特徵，觀察裂紋源的位置和裂紋擴充套件方向。

三、實驗裝置及試樣

1. 裝置和儀器

（1）材料拉伸試驗機

（2）測量顯微鏡

（3）游標卡尺

2. 試樣

試樣材料為45 鋼，正火處理。試樣採用比例長試樣。按圖1.1所示形狀加工成具有不同缺口形狀的缺口拉伸試樣和光滑拉伸試樣。

四、實驗內容及步驟

(1) 了解拉伸試驗機的結構和原理（見操作步驟說明書），掌握操作方法。

(2) 將各拉伸試樣進行編號放置，以便後續實驗測試資料對應。

(3) 用游標卡尺分別測定各試樣測試部位內最小直徑d0，並填入實

驗記錄表（見附表）。

(4) 分別標定各試樣標距l0=100mm。對缺口拉伸試樣，缺口部位應包括在標距內。

(5) 分別安裝試樣在試驗機上進行拉伸實驗載入。在實驗中，拉伸速度應為10-30n/mm2s，載入必須平穩而無衝擊。記錄拉伸最大載荷fb 值，同時由試驗機自動繪出放大倍數n 不低於50 倍的拉力-伸長曲線f-△l。

(6) 屈服載荷fs 的測定。在本實驗中採用規定殘餘伸長應力的測定方法。在拉力-伸長曲線f-△l 上，自彈性直線段與伸長座標軸的交點起確定一等於0.

2％·l0·n 規定殘餘伸長的點，再從該點作彈性直線的平行線與拉伸曲線交於另一點，對應於另一點的載荷即為屈服載fs。

(7) 拉伸斷裂載荷fk 的測定。根據拉力-伸長曲線f-△l 上的斷裂點

所對應的載荷確定。

(8) 試樣拉伸後標距lk 的測定。將拉斷後試樣的兩截緊密對接起來，盡量使軸線處於一條直線上，用游標卡尺測量拉伸後的標距長度值lk（沿圓周方向間隔90°的兩個位置測量，取算術平均值）。若斷口處有縫隙，則此縫隙也應計入拉斷後的標距長度內。

(9) 試樣斷裂最小直徑dk 的測定。取斷後的一截試樣，再讀數顯微鏡下測量最小直徑dk 之值（沿圓周方向間隔90°的兩個位置測量，取算術平均值）。對光滑試樣，可取斷後帶有剪下唇的一截試樣，用游標卡尺測量頸縮後最小直徑dk 之值。

(10) 對比觀察各種試樣的埠，也可以在10 倍放大下觀察，鑑別斷口區域。在讀數顯微鏡下估測纖維區的面積。

圖1.1系列拉伸試樣示意圖

五、實驗報告

1. 簡述拉伸實驗原理及應力集中的應力狀態。

2. 按相同放大比例在同一座標系中繪製出各試樣的應力-應變σ-δ

曲線(見實時記錄紙)。

3. 計算各試樣的強度指標：屈服強度σ0.

2、抗拉強度σb、斷裂真實應力sk和塑性指標：伸長率δ、斷面收縮率ψ 以及各試樣缺口敏感性指標nsr。填寫入拉伸實驗記錄表（見附表-1）。

4. 計算出纖維區所佔斷口總面積的百分數，並繪出巨集觀斷口形貌示意圖。