試驗(yàn)二低碳鋼和鑄鐵的拉伸壓縮試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)二低碳鋼和鑄鐵的拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 觀察低碳鋼、鑄鐵在拉伸、壓縮過(guò)程中的變形及破壞現(xiàn)象，并繪出P- L 曲線。2、 測(cè)定材料的強(qiáng)度指標(biāo)及塑性指標(biāo)。3、 比較塑性材料和脆性材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、 游標(biāo)卡尺2、 油壓式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)三、試件1、拉伸試件實(shí)驗(yàn)表明， 試件尺寸和形狀將影響試驗(yàn)結(jié)果，為了避免這種影響和便于比較不同材料的力學(xué)性質(zhì)，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（金屬拉伸試驗(yàn)試樣）GB6397-86 中，對(duì)試件尺寸和形狀作出了統(tǒng)一的規(guī)定。試件可制成圓形或矩形載面，圓形載面試件如圖3 所示。圖 3 圓形載面拉伸試件拉伸試件按尺寸又分為比例試件和定標(biāo)距試件兩種。比例試件是指標(biāo)

2、距長(zhǎng)度與橫載面面積間具有下面比例關(guān)系的試件。式中系數(shù) K 通常為 5.65 或 11.3，前者稱為短試件，后者稱為長(zhǎng)試件。所以直徑為短、長(zhǎng)圓形試件的標(biāo)距L 應(yīng)分別等于5d 和 10d。定標(biāo)距試件的標(biāo)距與其載面面積無(wú)上述比例關(guān)系，其標(biāo)距由制品（薄板、細(xì)管、型材等）的尺寸的材料的性質(zhì)決定。2、壓縮試件d 的根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7314-87 ，金屬材料的壓縮試件一般制成短圓柱形，如圖4 所示。試件長(zhǎng)度 L= （1.53.5 ） d。為了使試件盡量承受軸向壓力，試件兩端面必須平行并垂直于軸線，兩端面還應(yīng)加工得光滑，以減小摩擦力的影響。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、試件準(zhǔn)備分別測(cè)量拉伸與壓縮試件的尺寸，記下最小橫載面平

3、均直徑d，其中低碳鋼拉伸試件還要刻劃出標(biāo)距長(zhǎng)度L=100mm 。2、安裝試件，撥動(dòng)測(cè)力度盤(pán)上的從動(dòng)針使其與主動(dòng)針重合，調(diào)整好自動(dòng)繪圖儀上的紙與筆。3、低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)（1）開(kāi)動(dòng)油泵電機(jī)，緩慢勻速加載，注意觀察自動(dòng)繪圖儀上繪制的 P L 曲線（圖 5）及測(cè)力指針的轉(zhuǎn)動(dòng)。 拉伸圖的第一階段應(yīng)是直線， 因?yàn)槔εc變形成正比， 但因開(kāi)始加載時(shí)，試件頭部在夾頭中的滑動(dòng)很大，所以拉伸圖最初一段是曲線。（ 2）當(dāng)測(cè)力指針停止轉(zhuǎn)動(dòng)，接著倒退并來(lái)回?cái)[動(dòng)，P- L 曲線形成鋸齒形，此時(shí)為材料的屈服階段，記下測(cè)力指針回?cái)[所示的最小載荷，即為屈服載荷PS。（ 3）繼續(xù)加載，試件明顯變長(zhǎng)變細(xì)， P L 圖呈曲線上升，為強(qiáng)

4、化階段。當(dāng)加載達(dá)到最大載荷 Pb 時(shí)，測(cè)力指針發(fā)生倒退， P- L 曲線下降，試件局部產(chǎn)生頸縮，直到斷裂。試件斷裂后立即停機(jī)，由從動(dòng)針讀出最大載荷Pb，并記錄下來(lái)。（ 4）將斷裂試件的兩段對(duì)齊并盡量靠緊， 測(cè)量斷裂后標(biāo)距的長(zhǎng)度 L 1 及頸縮處橫載面的最小值徑 d1。4、鑄鐵拉伸實(shí)驗(yàn)開(kāi)機(jī)，緩慢加載，當(dāng)載荷達(dá)到最大值Pb 時(shí)，斷裂突然發(fā)生，記下最大載荷Pb 停機(jī)，觀察 P- L 曲線（圖 6）的特點(diǎn)，曲線微彎，無(wú)屈服及頸縮現(xiàn)象，變形極小，斷口位于橫載面，呈晶粒狀。5、低碳鋼壓縮實(shí)驗(yàn)將試件兩端面涂以潤(rùn)滑油，然后準(zhǔn)確地放在試驗(yàn)機(jī)球形支承墊板中心處，開(kāi)機(jī)，緩慢均勻加載，注意觀察測(cè)力指針的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)指針出

5、現(xiàn)短暫停留，表示達(dá)到屈服載荷PS，但是這時(shí)并不象拉伸那樣有明顯的屈服階段，故常借助繪圖儀上繪出的壓縮圖（圖 7）來(lái)幫助判斷，壓縮圖中直線段后出現(xiàn)變形增長(zhǎng)較快的非線性小段時(shí)，表示材料到達(dá)屈服。繼續(xù)加載， 試件塑性變形迅速增長(zhǎng)，橫載面積增大，承載能力也隨之增大，P- L 曲線呈向上翹起的曲線形式，試件最后被壓成鼓形而不斷裂。6、鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)鑄鐵壓縮時(shí)沒(méi)有屈服現(xiàn)象，變形較?。▓D 8），達(dá)到最大載荷 Pb 時(shí)突然破裂，斷口與軸線約成 45°。低碳鋼和鑄鐵的拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、拉伸實(shí)驗(yàn)1、試件尺寸記錄表材料標(biāo)距L （ mm）直徑d（ mm）橫載面面積A（ mm2）鑄鐵2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表材料屈服載荷最大載荷斷后標(biāo)距斷口直徑斷口橫載面Ps（kN ）Pb（ kN ）L 1（ mm）d1 （mm ）A 1（ mm2）低碳鋼鑄鐵/3、實(shí)驗(yàn)資料整理結(jié)果二、壓縮實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表橫載面面積屈服載荷材料直徑d（ mm）最大載荷Pb（ KN ）A （mm2 ）Ps（ kN ）低碳鋼鑄鐵2、實(shí)驗(yàn)資料整理結(jié)果三、思考題1、 低碳鋼的 P- L 曲線的初始加載階段為何不為直線？2、 低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)出 s 和