实验一金属拉伸试验
实验1-金属材料的拉伸实验

实验一 金属材料的拉伸实验一、试验目的1.测定低碳钢(Q235 钢)的强度性能指标:下屈服强度sL σ(eL R )和抗拉强度b σ(m R )。
2.测定低碳钢(Q235 钢)的塑性性能指标:断后伸长率δ(A )和断面收缩率ψ(Z )。
3.测定灰铸铁(HT250)的强度性能指标:抗拉强度b σ(m R )。
4.观察、比较低碳钢(Q235 钢)和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。
5. 学习试验机的使用方法。
二、设备和仪器1.WEW-600B 型电液式万能试验机。
2.游标卡尺、钢板尺三、试样国标GB/T228-2002采用直径d 0=10mm (名义尺寸)的圆形截面长比例试样。
四、实验原理1)低碳钢(Q235 钢)的拉伸实验将试样安装在试验机的上下夹头中,连接试验机和微机的数据线,启动试验机对试样加载,微机自动绘制出载荷位移曲线。
观察试样的受力、变形直至破坏的全过程。
屈服阶段反映在F l -∆曲线图上为一水平波动线。
上屈服力su F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。
下屈服力sL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应(载荷第一次急剧下降)后波动最低点所对应的载荷。
最大力b F 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。
相应的强度指标由以下公式计算:图1-1 试样图1-2 低碳钢的拉伸曲线下屈服强度sL σ(eL R ): sLsL 0F A σ=(1-2 ) 抗拉强度b σ(m R ): bb 0F A σ=(1-3) 测量断后的标距部分长度u l 和颈缩处最小直径d u ,按以下两式计算其主要塑性指标:断后伸长率δ(A ):100%u l l l δ-=⨯ (1-4) 式中0l 为试样原始标距长度,l 为试样断后的标距部分长度。
断面收缩率ψ(Z ):00100%uA A A ψ-=⨯ (1-5) 式中0A 和u A 分别是原始横截面积和断后最小横截面积。
移位法(亦称为补偿法)测定断后的标距部分长度u l 。
金属力学实验报告

金属力学实验报告金属力学实验报告引言金属力学实验是材料力学领域中非常重要的一部分,通过实验可以对金属材料的力学性能进行准确的测量和分析。
本实验旨在通过拉伸试验和硬度试验,研究金属材料的强度、延展性和硬度等性能。
实验一:拉伸试验拉伸试验是一种常用的金属力学实验方法,通过施加外力使金属试样产生拉伸变形,从而测量金属的力学性能。
本实验选取了一种常见的金属材料进行拉伸试验。
实验步骤:1. 准备试样:从金属材料中切割出试样,保证试样的尺寸符合标准要求。
2. 安装试样:将试样安装在拉伸试验机上,确保试样的夹紧和对齐。
3. 施加外力:通过拉伸试验机施加外力,使试样发生拉伸变形。
4. 记录数据:在拉伸试验过程中,记录试样的载荷和变形数据。
5. 分析数据:根据记录的数据,计算试样的应力和应变,绘制应力-应变曲线。
6. 分析结果:根据应力-应变曲线,得出试样的屈服强度、抗拉强度和断裂延伸率等力学性能参数。
实验结果:通过拉伸试验,我们得到了金属试样的应力-应变曲线。
从曲线上可以看出,金属材料在一定范围内呈现线性弹性变形,当应力超过一定值后,试样开始发生塑性变形,最终导致断裂。
实验二:硬度试验硬度试验是一种常用的金属力学实验方法,通过在金属表面施加一定压力,测量金属的硬度,从而间接反映金属的强度和延展性。
本实验选取了几种常见的硬度试验方法进行研究。
实验步骤:1. 准备试样:从金属材料中切割出试样,保证试样的表面光洁。
2. 选择试验方法:根据金属材料的硬度范围,选择合适的硬度试验方法。
3. 施加压力:通过硬度试验机施加一定压力,使硬度试针或硬度球压入试样表面。
4. 测量印痕:测量试样表面产生的硬度印痕的尺寸。
5. 计算硬度:根据硬度印痕的尺寸,计算试样的硬度值。
6. 分析结果:根据硬度值,判断金属材料的硬度和力学性能。
实验结果:通过硬度试验,我们得到了金属试样的硬度值。
不同的试验方法得到的硬度值可能有所不同,但通过比较可以得出金属材料的相对硬度。
金属的拉伸实验(实验报告)

金属的拉伸实验一一、实验目的1、测定低碳钢的屈服强度二S、抗拉强度匚b、断后延伸率「•和断面收缩率'■2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图( F —「丄曲线)3、分析低碳钢的力学性能特点与试样破坏特征二、实验设备及测量仪器1、万能材料试验机2、游标卡尺、直尺三、试样的制备试样可制成圆形截面或矩形截面,采用圆形截面试件,试件中段用于测量拉伸变形,其长度I。
称为“标矩”。
两端较粗部分为夹持部分,安装于试验机夹头中,以便夹紧试件。
试验表明,试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大,为了能正确地比较材料力学性能,国家对试件的尺寸和形状都作了标准化规定。
直径d0= 20mm ,标矩I。
=2O0nm(k 1 0或I0 =100mm(l0 =5d0)的圆形截面试件叫做“标准试件”,如因原料尺寸限制或其他原因不能采用标准试件时,可以用“比例试件”。
四、实验原理在拉伸试验时,禾U用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线,见图2-11所示的F—△L曲线。
图中最初阶段呈曲线,是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。
分析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点,作为其坐标原点。
拉伸曲线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系,可由该图形的状态来判断材料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。
但同一种材料的拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。
为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点便于比较,以消除试样几何尺寸的影响,可将拉伸曲线图的纵坐标(力F)除以试样原始横截面面积并将横坐标(伸长△ L)除以试样的原始标距I。
得到的曲线便与试样尺寸无关,此曲线称为应力一应变曲线或R —;曲线,如图2 —12所示。
从曲线上可以看出,它与拉伸图曲线相似,也同样表征了材料力学性能。
爲一上屈服力:①一下屈服力'厂最尢力;叫一断裂后塑性伸恰业一彈性佃长團2—11低碳钢拉伸曲线拉伸试验过程分为四个阶段,如图2—11和图2-12所示。
金属材料的拉伸与压缩试验.

试验一金属材料的拉伸与压缩试验1.1概述拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。
任何一种材料受力后都要产生变形,变形到一定程度就可能发生断裂破坏。
材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中,不仅有一定的变形能力,而且对变形和断裂有一定的抵抗能力,这些能力称为材料的力学机械性能。
通过拉伸实验,可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。
例如:弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。
除此而外,通过拉伸实验的结果,往往还可以大致判定某种其它机械性能,如硬度等。
我们以两种材料——低碳钢,铸铁做拉伸试验,以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。
这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。
利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图,及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。
试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响,就是同一材料由于试件的计算长度不同,其延伸率变动的范围就很大。
例如:对45#钢:当L 0=10d 0时(L 0为试件计算长度,d 0为直径),延伸率A 10=24~29%,当L 0=5d 0时,A 5=23~25%。
为了能够准确的比较材料的性质,对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。
按国标GB/T228-2002、GB/P7314-1987的要求,拉伸试件一般采用下面两种形式:图1.11. 10倍试件;圆形截面时,L 0=10d 0 矩形截面时,L 0=11.30S2. 5倍试件圆形截面时,L 0=5d 矩形截面时, L0=5.650S = π045S d 0——试验前试件计算部分的直径;S 0——试验前试件计算部分断面面积。
此外,试件的表面要求一定的光洁度。
光洁度对屈服点有影响。
因此,试件表面不应有刻痕、切口、翘曲及淬火裂纹痕迹等。
1.2拉伸实验一、实验目的:1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
2.确定低碳钢在拉伸时的机械性能(比例极限R p 、下屈服强度R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、断面收缩率Z 等等)。
金属材料的拉伸与压缩试验

试验一 金属材料的拉伸与压缩试验1.1概 述拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。
任何一种材料受力后都要产生变形,变形到一定程度就可能发生断裂破坏。
材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中,不仅有一定的变形能力,而且对变形和断裂有一定的抵抗能力,这些能力称为材料的力学机械性能。
通过拉伸实验,可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。
例如:弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。
除此而外,通过拉伸实验的结果,往往还可以大致判定某种其它机械性能,如硬度等。
我们以两种材料——低碳钢,铸铁做拉伸试验,以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。
这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。
利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图,及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。
试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响,就是同一材料由于试件的计算长度不同,其延伸率变动的范围就很大。
例如:对45#钢:当L 0=10d 0时(L 0为试件计算长度,d 0为直径),延伸率A 10=24~29%,当L 0=5d 0时,A 5=23~25%。
为了能够准确的比较材料的性质,对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。
按国标GB/T228-2002、GB/P7314-1987的要求,拉伸试件一般采用下面两种形式:图1.11. 10倍试件;圆形截面时,L 0=10d 0 矩形截面时,L 0=11.30S2. 5倍试件 圆形截面时,L 0=5d 矩形截面时, L 0=5.650S =π045S d 0——试验前试件计算部分的直径;S 0——试验前试件计算部分断面面积。
此外,试件的表面要求一定的光洁度。
光洁度对屈服点有影响。
因此,试件表面不应有刻痕、切口、翘曲及淬火裂纹痕迹等。
1.2拉伸实验一、实验目的:1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。
材料力学实验报告1

材料力学实验报告院系班级学号姓名实验一金属材料拉伸实验实验日期:同组成员:一.实验目的1.测定低碳钢的屈服极限,强度极限,延伸率和断面收缩率。
2.测定铸铁的强度极限。
二.实验设备1.万能材料试验机2.游标卡尺三.实验步骤1.用游标卡尺在试件标距长度内取三处,测每一处截面两个相互垂直方向的直径,取其平均值。
最后以三处平均值中最小值作为试件的直径。
2.选择试验机的量程根据试件的强度极限和截面积,估算试件的最大载荷,选择合适的量程。
3.打开电源开关,打开油泵开关,关上回油阀,打开送油阀,将工作台抬高1-2厘米,消除自重,关上送油阀。
4.装夹试件,调读盘零点。
5.打开送油阀,缓慢加载,测试并观察,记录相关数据。
6.试件拉断后,关上送油阀,将试件取出,记录相关数据,测试件断后标距及断后直径。
7.实验整理四、实验记录及实验结果:1、试件尺寸记录- 1 -2、载荷及计算结果3、绘出低碳钢和铸铁的P-ΔL图五、实验结论与分析:1、分析比较两种典型金属材料的抗拉机械性能。
2、国家标准《金属拉伸实验方法》(GB228-87)中规定拉伸试样分为短试样和长试样,对同一材质、同一直径的圆形试样,短试样和长试样的断后延伸率是否相同?若不一样哪个大?- 2 -实验二铸铁材料压缩实验实验日期:同组成员:一.实验目的1.测定铸铁抗压强度极限σb。
2.观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象。
二.实验设备1.万能材料试验机2.游标卡尺三.实验步骤1.测量试件直径用游标卡尺在试件相互垂直方向的直径各测一次,取其平均值。
2.选择试验机的量程根据试件的强度极限和截面积,估算试件的最大载荷,选择合适的量程。
3.打开电源开关,打开油泵开关,关上回油阀,打开送油阀,将工作台抬高1-2厘米,消除自重,关上送油阀。
4.安装试件,注意载荷对中。
调读盘零点。
5.打开送油阀,缓慢加载,测试并观察,试件压断后,关上送油阀,将试件取出,记录相关数据。
四、实验记录及实验结果:1、试件几何尺寸记录2、实验数据记录及处理五. 实验结论与分析:1、铸铁的破坏形式说明什么问题?2、铸铁压缩与拉伸破坏端面形状有什么不同?- 3 -- 4 - 实验三 弹性模量E 的测定实验日期:同组成员: 一.实验目的1.测定低碳钢的弹性模量E 。
实验拉伸

测量断后标距的量具最小刻度值应不大于0.1mm。 短、长比例试样的断后伸长率分别以符号A5、A10表示。定标距试样的断后 伸长率应附以该标距数值的角注, 例如: L0=100mm或200mm则分别以符号A100 或A200表示。
参考资料: 1. 张帆,周伟敏 编 材料性能学,上海交通大学出版社,2009年1月出版
64
低碳钢退火态的力(F)~伸长(ΔL)曲线(典型的拉伸曲线)
E
F / s 0 F l 0 ( N mm 2 ) l / l 0 l s 0
F p0.2 S0
R p 0 .2
Re eL
( N mm 2 ) ; Re eH
FeH ( N mm 2 ) ; S0
2. GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》
71
A
l k l k l 0 100% l0 l0
(1-8)
断后标长Lk,测量详见附录。 根据GB/ 228—2002标准,短试样( l 0 表示,长试样( l 0 6、 断面收缩率Z 试样拉断后,颈缩处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比,称断面 收缩率Z。 测量原横截面积S0和拉断后缩颈处截面积S1后,可按公式(9)计算Z。
68
图1-5 圆形比例试样
拉伸试样二端与试验机连接部分(图1-5中M处)及夹持部分,可加工成光滑 或螺纹形状,其长度由试验机的夹头来确定。 2、 试验设备 ZWICK/Roell Z020-20kN
五、
测验程序
1、 用游标卡尺度量试样工作长度(均匀长度)内二端及中央三处的直径,各处 应在二个相互垂直的方向各测量一次。取其算术平均值,选用三处中的最小平均 直径,记作试样的d0。 2、 用划线器将试样工作长度L0划成N格(每格等同距)。 3、 检查机器各部分是处于正常工作状态。 4、 在计算机中打开相关的测试程序。根据测试要求和试样尺寸,输入相关测 试参数。
试验一拉伸试验

实验一:拉伸试验一、内容和目的:1、测定低碳钢的屈服极限、强度极限、延伸率和截面收缩率;测定铸铁的强度极限。
2、观察上述两种材料的拉伸破坏现象,并分析原因绘制曲线。
二、设备和器材1、万能试验机。
2、游标卡尺。
3、低碳钢和铸铁试件:圆形截面试件长度与直径的关系:和矩形截面试件长度与截面积的关系:或—初始长度,—初始直径,—初始截面面积。
试件形状如图5:三、实验原理塑性材料和脆性材料在拉伸试验中,显示出来的力学性能有显著的不同。
塑性材料如低碳钢在拉伸试验的位伸图中,明显地会出现四个阶段:第一阶段,图中为一斜直线——称为弹性阶段,与P成正比例关系。
通常说弹性范围内指的就是这一阶段。
第二阶段,图中出现平台或波动——屈服阶段。
规定这一段首次下降的最小荷载与初始截面积之比:称为屈服强度。
第三阶段,钢材内部组织发生变化,抵抗变形能力又重新提高,称为强化阶段。
第四阶段,图中,表现从最高点下降,同时试件在某一处出现相对明显缩小部分——颈缩阶段,最后,出现断裂。
其它塑性材料在进行拉伸试验时,大体上也经历这四阶段。
但只是有些材料四个阶段不明显。
(如图6)脆性材料则变形很小,没有四个阶段,是一条较短曲线。
自试验开始,在很小变形下就出现断裂(如图7)。
故只有最大荷载,也就是说只有强度极限:衡量材料塑性大小的两个指标为延伸率和收缩率:式中:、——试验前的标距和截面面积;、——试验后的标距和截面面积;其中的取法:a)若断口在初标距长度中部三分之一区段内时,则量取试验段变形后总长度为。
b)若断口不在初标距长度中部三分之一区段内时,采用断口移中的办法,以计算试件拉断后的标距长度。
采用此方法时,试验前将原标距长度分为10个等分格。
断裂后在试件较长的右段上,从邻近断口的一个刻度线d起,向右取格,标记为a,作为的起点,再看a点到最右点有几格,然后由a向左取相同格数得标记b。
令为c到b之长,为b到a之长。
于是c)当断口接近试件两端,而与其头部的距离等于或小于直径的两倍时,需重作试验。
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实验一金属拉伸试验
拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。
金属的力学性能可用强度极限σ
b
、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ
和冲击韧度α
k
五个指标来表示。
它是机构设计的主要依据。
在机构制造和建筑工程等许多领域,有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态,为了保证构件能够正常工作,必须使材料具有足够的抗泣强度,这就需要测定材料的性能指标是否符台要求,其测定方法就是对材料进行拉伸试验,因此,金属材料的拉伸试验及测得的性能指标,是研究金属材料各种使用条件下,确定其工作可靠性的主要工具之一,是发展新金属材料不可缺少的重要手段,所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。
一、实验目的
1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标:屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率Ψ。
铸铁的σb 。
2、观察低碳钢、铸铁在拉抻过程中的各种现象,绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律,以及有关的一些物理现象。
3、观察断口,比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能,及断口形貌。
二、试验设备仪器及量具
万能材料试验机,引伸仪,游标卡尺;小直尺。
三、试件
金属材料拉伸试验常用圆形试件。
为了使实验测得数据可以互相比较,试件形状尺寸必须按国家桶准GB228—76的规定制造成标准试件。
如因材料尺寸限制等特殊情况下能做成标准试件时,应按规定做成比例试件。
图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。
对于板材可制成矩形截面。
园形试件标距L。
和直
径之比,长试件为L
0/d
=10,以δ
10
表示,短试件为L
/d
=5以δs表示。
矩
形试件截面面积A
0和标距L
之间关系应为
3.
11A
L=
或0
65
.5A
L=
试件两端为夹持部分,因夹具类形不同,圆形试件端部可做成圆柱形,阶梯形或螺纹形如图1。
四、实验原理
材料的机械性能指标σs、σ
b
、δ、Ψ是由拉伸破坏实验来确定的,实验时万能材料试验机自动给出载荷与变形关系的拉伸图(P—ΔL图)如图2所示,观察试样和拉伸图可以看到下列变形过程。
1、弹性阶段— OA
2、屈服阶段— BC
3、强化阶段— CD
4、颈缩阶段— DE
由实验可知弹性阶段卸荷后,试样变形立即消失,这种变形是弹性变形。
当负荷增加到一定值时,测力度盘的指针停止转动或来回摆动,拉伸图上出现了锯齿平台,即荷载不增加的情况下,试样继续伸长,材料处在屈服阶段。
此时可记录下屈服点Ps。
当屈服到一定程度后,材料又重新具有了抵抗变形的能力,材料处在强化阶段。
此阶段:强化后的材料就产生了残余应变,卸载后再重新加载,
具有和原材料不同的性质,材料的强度提高了。
但是断裂后的残余变形比原来降低了。
这种常温下经塑性变形后,材料强度提高,塑性降低的现象称为冷作硬化。
当荷载达到最大值P b 后,试样的某一部位截面开始急剧缩小致使载荷下降。
至到断裂,这一阶段叫颈缩阶段。
实验中可测得: Ps 一屈服荷重。
P b —最大荷重。
L 1 一断后标距部分长度。
A 1 一断后最细部分截面积。
由此可计算 1、屈服极限:0A P S
s =
δ 2、强度极限:0
A P b
b =
δ 3、延伸率:%1000
1⨯-=
L L L δ 4、截面收缩率:%1000
1
0⨯-=
A A A ψ 其中A 0、L 0均为拉伸前试件的截面面积及标距。
五、实验步骤
1.测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标 (1)测量试样的尺寸。
(2)把低碳钢拉伸试样安装在万能试验机的上、下夹头之间。
再把引伸仪安装在试样的中部,并将指针调零。
(3)设置加载方式,调整好装置。
(4)开动万能试验机,匀速缓慢加载,观察试样的屈服现象和颈缩现象,直至试样被拉断为止。
并分别记录下主动指针回转时的最小载荷s F 和最大载荷
b F 。
(5)取下拉断后的试样,将断口吻合压紧,用游标卡尺量取断口处的最小直径。
2.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标 (1)测量试样的尺寸。
(2)把试样安装在万能试验机的上、下夹头之间,再把引伸仪安装在试样的中部,调整好装置。
(3)开动万能试验机,匀速缓慢加载直至试样被拉断为止。
用慢速加载直到试件断裂,记录最大荷载P b 值。
观察计算机上出现的曲线。
六、实验数据的记录与计算
1.测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标
表1-1 测定低碳钢拉伸时的强度和塑性性能指标试验的数据记录与计算
2.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标
表1-2 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标试验的数据记录与计算
4.拉伸试验结果的计算精确度
(1)强度性能指标(屈服应力s σ和抗拉强度b σ)的计算精度要求为MPa 5.0,即:凡<MPa 25.0的数值舍去,≥MPa 25.0而<MPa 75.0的数值化为MPa 5.0,≥MPa 75.0的数值者则进为MPa 1。
(2)塑性性能指标(伸长率δ和断面收缩率ψ)的计算精度要求为%5.0,即:凡<%25.0的数值舍去,≥%25.0而<%75.0的数值化为%5.0,≥%75.0的数值则进为%1。
七、结束工作
1.实验时必须严格遵守实验设备和仪器的各项操作规程,严禁开“快速”档加载。
开动万能试验机后,操作者不得离开工作岗位,实验中如发生故障应立即停机。
2.引伸仪系精密仪器,使用时须谨慎小心,不要用手触动指针和杠杆。
安装时不能卡得太松,以防实验中脱落摔坏;也不能卡得太紧,以防刀刃损伤造成测量误差。
3.加载时速度要均匀缓慢,防止冲击。
八、思考题:
1、低碳钢拉伸图大致可分几个阶段?每个阶段力和变形有什么关系?
2、低碳钢和铸铁两种材料断口有什么不同?它们的力学性能有何不同?(比较强度和塑性)。