拉伸试验报告

一、试验目的

1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能

2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数

二、试验要求：

按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。

三、引言

低碳钢在不同的热处理状态下的力学性能是不同的。为了测定不同热处理状态的低碳钢的力学性能，需要进行拉伸试验。

拉伸试验是材料力学性能测试中最常见试验方法之一。试验中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实反映了材料抵抗外力作用的全过程。它具有简单易行、试样制备方便等特点。拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制以及设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值

通过拉伸实验测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度和塑形性能，并根据应力-应变曲线，确定应变硬化指数和系数。用这些数据来进行表征低碳钢的力学性能，并对不同热处理的低碳钢的相关数据进行对比，从而得到不同热处理对低碳钢的影响。

拉伸实验根据金属材料室温拉伸试验方法的国家标准，制定相关的试验材料和设备，试验的操作步骤等试验条件。

四、试验准备内容

    具体包括以下几个方面。

1、试验材料与试样

（1）试验材料的形状和尺寸的一般要求

试样的形状和尺寸取决于被试验金属产品的形状与尺寸。通过从产品、压制坯或铸件切取样坯经机加工制成样品。但具有恒定横截面的产品，例如型材、棒材、线材等，和铸造试样可以不经机加工而进行试验。

试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。

原始标距与横截面积有关系的试样称为比例试样。国际上使用的比例系数k的值为5.65。原始标距应不小于15mm。当试样横截面积太小，以至采用比例系数k=5.65的值不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的值，或者采用非比例试样。

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金属材料的室温拉伸试验

[实验目的]

1、测定低碳钢的屈服强度REh 、ReL及Re 、抗拉强度Rm 、断后伸长率A和断面收缩率Z 。

2、测定铸铁的抗拉强度Rm和断后伸长率A。

3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。

[使用设备]

万能试验机、游标卡尺、试样分划器或钢筋标距仪

[试样]

本试验采用经机加工的直径d =10 mm的圆形截面比例试样，其是根据国家试验规范的规定进行加工的。它有夹持、过渡和平行三部分组成（见图2－1），它的夹持部分稍大，其形状和尺寸应根据试样大小、材料特性、试验目的以及试验机夹具的形状和结构设计，但必须保证轴向的拉伸力。其夹持部分的长度至少应为楔形夹具长度的3/4（试验机配有各种夹头，对于圆形试样一般采用楔形夹板夹头，夹板表面制成凸纹，以

便夹牢试样）。机加工带头试样

的过渡部分是圆角，与平行部分

光滑连接，以保证试样破坏时断

口在平行部分。平行部分的长度

Lc按现行国家标准中的规定取

Lo+d ，Lo是试样中部测量变形

的长度，称为原始标距。

图2－1 机加工的圆截面拉伸试样

[实验原理]

按我国目前执行的国家GB/T 228—2002标准——《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。

将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。

应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。

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金属拉伸实验报告

【实验目的】

1、测定低碳钢的屈服强度REh、ReL及Re 、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。

2、测定铸铁的抗拉强度Rm和断后伸长率A。

3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。

4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。

【实验设备和器材】

1、电子万能试验机WD-200B型

2、游标卡尺

3、电子引伸计

【实验原理概述】

为了便于比较实验结果，按国家标准 GB228—76中的有关规定,实验材料要按上述标准做成比例试件,即：

圆形截面试件： L0 =10d0 (长试件)

式中: L0 --试件的初始计算长度(即试件的标距);

--试件的初始截面面积;

d0 --试件在标距内的初始直径

实验室里使用的金属拉伸试件通常制成标准圆形截面试件,如图1所示

图1拉伸试件

将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹

（a）低碳钢拉伸曲线图 （b）铸铁拉伸曲线图

图2－2 由试验机绘图装置绘出的拉伸曲线图

头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。

1、低碳钢（典型的塑性材料）

当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP。

在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性极限的力值。

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金属拉伸试验

    一 、实验目的
    1.观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的各种现象（包括屈服，强化和颈缩等现象），特别是外力和变形间的关系，并绘制拉伸图。
    2.测定低碳钢的屈服极限σ_s，强度极限σ_b，延伸率δ和截面收缩率ψ。
    3.测定铸铁的强度极限σ_b。
    4.观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和破坏特点。
    二 、实验设备和仪器
    1.万能材料实验机
    2.游标卡尺
    三、实验原理
    为了便于比较实验结果，按国家标准 GB228—76中的有关规定,实验材料要按上述标准做成比例试件,即
    圆形截面试件    l₀ =10d₀       (长试件)
                   l₀ =5 d₀       (短试件)
    矩形截面试件  l₀ =11.3   (长试件)
                  l₀ =5.65   (短试件)
    式中: l₀ --试件的初始计算长度(即试件的标距);
    --试件的初始截面面积;
    d₀ --试件在标距内的初始直径
    实验室里使用的金属拉伸试件通常制成标准圆形截面试件,如图1所示

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实验一  拉伸实验报告

一、实验目的

1、掌握如何正确进行拉伸实验的测量；

2、通过对拉伸实验的实际操作，测定低碳钢的弹性模量 E、屈服极限бs、 强度极限бb 、延伸率δ 、截面收缩率 ψ；

3、观察在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图（P—Δ曲线) ；

4、通过适当转变，绘制真应力-真应变曲线S-e，测定应变硬化指数n ，并了解其实际意义。

二、实验器材与设备

  1、电子万能材料试验机（载荷、变形、位移）

     其设备如下：

 

 

   2、变形传感器（引申仪）

      型     号  ∶YJ Y—11

      标  距  L  ∶50 mm

  量  程 ΔL∶ 25mm

   3、拉伸试件

      为了使试验结果具有可比性，按GB228-2002规定加工成标准试件。

  其标准规格为：L₀=5d₀，d₀=10mm。

     试件的标准图样如下：

 

标准试件图样

三、实验原理与方法

1、低碳钢拉伸

       随着拉伸实验的进行，试件在连续变载荷作用下经历了弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段以及局部变形阶段这四个阶段。

其拉伸力——伸长曲线如下：

     弹性阶段  屈服阶段       强化阶段        局部变形阶段

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实验一  拉伸实验报告

一、实验目的

1、掌握如何正确进行拉伸实验的测量；

2、通过对拉伸实验的实际操作，测定低碳钢的弹性模量 E、屈服极限бs、 强度极限бb 、延伸率δ 、截面收缩率 ψ；

3、观察在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图（P—Δ曲线) ；

4、通过适当转变，绘制真应力-真应变曲线S-e，测定应变硬化指数n ，并了解其实际意义。

二、实验器材与设备

  1、电子万能材料试验机（载荷、变形、位移）

     其设备如下：

 

 

   2、变形传感器（引申仪）

      型     号  ∶YJ Y—11

      标  距  L  ∶50 mm

  量  程 ΔL∶ 25mm

   3、拉伸试件

      为了使试验结果具有可比性，按GB228-2002规定加工成标准试件。

  其标准规格为：L₀=5d₀，d₀=10mm。

     试件的标准图样如下：

 

标准试件图样

三、实验原理与方法

1、低碳钢拉伸

       随着拉伸实验的进行，试件在连续变载荷作用下经历了弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段以及局部变形阶段这四个阶段。

其拉伸力——伸长曲线如下：

     弹性阶段  屈服阶段       强化阶段        局部变形阶段

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材料的拉伸压缩实验

一、实验目的

1.      观察试件受力和变形之间的相互关系；

2.      观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象；观察铸铁在压缩时的破坏现象。

3.      测定拉伸时低碳钢的强度指标（s_s、s_b）和塑性指标（d、y）；测定压缩时铸铁的强度极限s_b。

4.      学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。

二、实验设备

1.      微机控制电子万能试验机；

2.      游标卡尺。

三、实验材料

拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如图1所示，压缩实验所用试件（材料：铸铁）如图2所示：

 

图1  拉伸试件                          图2  压缩试件

四、实验原理

1、拉伸实验

低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-Dl曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图3。

对于低碳钢材料，由图3曲线中发现OA直线，说明F正比于Dl，此阶段称为弹性阶段。屈服阶段（B-C）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。其中，B¢点为上屈服点，它受变形大小和试件等因素影响；B点为下屈服点。下屈服点比较稳定，所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷Fs时，必须缓慢而均匀地加载，并应用s_s=F_s/ A₀（A₀为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。

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