低碳钢和灰口铸铁的拉伸,压缩实验.doc

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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 吕、Fb和I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****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：
试件
标距长度L0
横截面积A
圆试件直径d0
表示延伸率的符号
比例/长短
***或 10d0
任意
任意
或 5d0
任意
任意
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
Io 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/d° 2， do 15mm （图 2 — 2）
图2—1拉伸试件
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 do和标距丨0。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岀载荷 -变形曲线（F 丨曲线，见图2- 3）或应力-应变曲
线（
拉伸的初始阶段,
曲线（Oa段）为
理，此
材料的弹性摸量 E。
性阶段（Ob段）
s
:阶段称为线形阶段。线性段的最高点称为材料的
线性阶段后,
d
图2-4
b
［成正比，即
比例极限
，线性段的直线斜率
卩为
g
h
p )
直线，说明应力与应
满足胡克
曲线不为直线彳ab段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸
曲线，见图2-4），随着载荷的逐渐增大，材料呈现岀不同的力学性能:
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
450斜纹。这是
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岀与轴线成 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