低碳鋼和灰口鑄鐵的拉伸,壓縮實驗

低碳鋼和灰口鑄鐵的拉伸、壓縮試驗試驗目的⑴觀看低碳鋼在拉伸時的各種現(xiàn)并測定低碳鋼在拉伸時的屈服極強度極限 ,延長率 和斷面s b 10收縮率。⑵.觀看鑄鐵在軸向拉伸時的各種現(xiàn)象。⑶.觀看低碳鋼和鑄鐵在軸向壓縮過程中的各種現(xiàn)象。⑷.觀看試樣受力和變形兩者間的相互關系,并留意觀看材料的彈性、屈服、強化、頸縮、斷裂等物理現(xiàn)象。測定該試樣所代表材料的F、F

和l等值。S b⑸.對典型的塑性材料和脆性材料進展受力變形現(xiàn)象比較，對其強度指標和塑性指標進展比較。⑹.學習、把握電子萬能試驗機的使用方法及其工作原理。儀器設備和量具50KN電子萬能試驗機，單向引伸計，鋼板尺，游標卡尺。試件試件標距長度L0橫截面積A0圓試件直徑d0試件標距長度L0橫截面積A0圓試件直徑d0表示延長率的符號A 或10d00任意任意比例/長短A 或5d00任意任意0 0 本試驗的拉伸試件承受國家標準中規(guī)定的長比例試件(圖2－1),試驗段直徑d 10mm,標距l(xiāng) 100mm。本試驗的壓縮試件承受國家標準〕中規(guī)定的圓柱形試件h/d 2，d 15mm〔圖－20 0 2－1拉伸試件試驗原理和方法

2－2壓縮試件〔一〕低碳鋼的拉伸試驗在拉伸試驗前，測定低碳鋼試件的直徑d 和標距l(xiāng)。試驗時，首先將試件安裝在試驗機的上、下夾頭內，0 0并在試驗段的標記處安裝引伸儀，以測量試驗段的變形。然后開動試驗機，緩慢加載，與試驗機相聯(lián)的微時機自〔Fl曲線，見圖－〕〔曲線，見圖－4，隨著載荷的漸漸增大，材料呈現(xiàn)出不同的力學性能：edbedb2－4acb2－3彈性階段〔Ob段〕在拉伸的初始階段，曲線〔Oa段〕為始終線，說明應力與應變成正比，即滿足胡克定理，此階段稱為線形階段。線性段的最高點稱為材料的比例極限P，線性段的直線斜率即為材料的彈性摸量。線性階段后，曲線不為直線b段，應力應變不再成正比，但假設在整個彈性階段卸載，應力應變限〔，一般對于鋼等很多材料，其彈性極限與比例極限格外接近。e屈服階段〔bc段〕使材料發(fā)生屈服的應力稱為屈服應力或屈服極限〔。s450450斜截面上作用有最大切應力，這些斜紋是由于材料沿最大切應力作用面產生滑移所造成的，故稱為滑移線。硬化階段〔ce段〕硬化。假設在此階段卸載，則卸載過程的應力應變曲線為一條斜線〔dd斜線，其斜率與比例階段的直線段斜率大致相等。當載荷卸載到零時，變形并未完全消逝，應力減小至零時殘留的應變稱為塑性應變或剩余應變，相高，這一現(xiàn)象稱為冷作硬化?！瞓的載荷為試件所能承受的最大載荷F 。b頸縮階段〔ef段〕試樣拉伸到達強度極限b b直至最終在f點斷裂。試樣的斷裂位置處于頸縮處，斷口外形呈杯狀，這說明引起試樣破壞的緣由不僅有拉應力還有切應力?！捕宠T鐵的拉伸試驗變曲線如圖2－5所示。鑄鐵從開頭受力直至斷裂，變形始階段，也無頸縮現(xiàn)象。斷口垂直于試樣軸線，這說明引起大拉應力。〔三〕低碳鋼和鑄鐵的壓縮試驗出，應力與應變成正比，即滿足胡克定理。當載荷到達肯定

試樣破壞的緣由是最曲線圖2－6可以看生明顯的屈服現(xiàn)象。過了屈服階段后，試件越壓越扁，最終被壓成腰鼓形，而不會發(fā)生斷裂破壞。鑄鐵試件在壓縮過程中，沒有明顯的線性階段，也沒有明顯的屈服階段〔如圖七所示。鑄鐵的壓縮強度極限約為拉伸強度極限的3-4倍。鑄鐵試件斷裂時，斷口方向與試件軸線約成550。一般認為是切應力和摩擦力共同作用的結果。圖2－6 圖2－7試驗步驟〔一〕低碳鋼的拉伸試驗1、依次翻開計算機、變壓器，并按下主機外罩上的“復位”按鈕啟動試驗機。2WinWdw-PCI，進入軟件操作系統(tǒng)。3、點擊“試驗操作4、用游標卡尺測量試樣的直徑和標距，并記錄。在試件的標距范圍內測量試件三個橫截面處的截面直徑次直徑。取六次測量的平均值做為原始直徑d

，并據此計算試件的橫截面面積A000

。測量標距時，要用游標卡尺測量三次，并取三次測量結果的平均值作為試件的原始長度l。05、做試驗夾緊試樣的上端；⑵使橫梁下降，當試樣能夠夾在下鉗口時，停頓；⑶在試驗操作界面上把負荷、峰值、變形、位移、時間清零，夾緊下鉗口；⑷在“掌握面板”上選擇“位移掌握n的速度使橫梁下降，消退預緊力，使負荷變?yōu)榱?；⑸裝夾引伸計，并檢查引伸計是否已正確連接到計算機主機的端口上；加載速度選0.5mm/min；〔或長、寬⑺再次把負荷、峰值、變形、位移、時間等各項分別清零。⑻試件馬上進入屈服階段時，屏幕會彈出對話框提示取下引伸計，此時要快速取下引伸計。由于此后試件變形圖上將看到一個很長的波泿形曲線〔說明試件處于流塑階段不大，但應變大大增加。假設不取下引伸計，引伸計將被拉壞。接著材料進入強化階段，可將加載速度5mm/min，連續(xù)試驗直至試樣拉斷。在試驗過程中，留意觀看屈服〔流淌、強化，卸載規(guī)律、頸縮、斷裂等現(xiàn)象。⑼試樣拉斷后，馬上按“停頓”按鈕。然后點取“保存數(shù)據”按鈕，保存試驗數(shù)據。取下試樣，先將兩段試件沿斷口整齊地對攏，量取并記錄拉斷后兩標距點之間的長度l1

，及斷口處最小的直徑d1

，并計算斷后面積。⑽應力---應變曲線，單擊“確定”銨鈕后打印試驗報告。〔二〕鑄鐵的拉伸試驗操作步驟與低碳鋼試驗根本一樣，不同之處有：無須裝夾引伸計。2mm/min在試驗中留意讀取荷載極限值。〔三〕低碳鋼壓縮試驗其操作步驟與拉伸時根本一樣，不同之處有：試件放于下壓頭的中心處，移動橫梁使上壓頭漸漸接近試樣。但不能接觸試樣。2mm/min〔荷載單元可顯2～3kN。2mm/min5mm/min。試樣不會斷裂，曲線畫到肯定程度即可完畢試驗；在試驗中留意讀取屈服時的荷載值。〔四〕鑄鐵壓縮試驗操作步驟與低碳鋼壓縮一樣，不同的是試件破斷后停機。全部試驗完畢后，關閉軟件和試驗機，并檢查機器和儀器的各開關按鍵是否置于原始位置，然后關掉電源。試驗結果處理〔一〕低碳鋼的拉伸試驗記錄試件的屈服抗力Fs

和最大抗力F。試件斷裂后，測量斷口處的最小直徑db 1

和標距間的距離l1

。依據測得的試驗數(shù)據，計算低碳鋼材料的強度指標和塑性指標。強度指標：屈服極限 s強度極限 b塑性指標：

F s,其中A 0A 40FbA0延長率 10

ll1 0100%l0AA斷面收縮率 〔二〕低碳鋼的壓縮試驗

0A 1100%0試驗前，測量試件的直徑d0

和高度h0

sF，從而計算出低碳鋼的屈服極限：s〔三〕灰口鑄鐵的拉伸試驗試驗前測定試件的直徑d0

，試件在拉伸過程中留意觀看與低碳鋼拉伸試驗中不同的現(xiàn)象〔如變形小、無屈服、無頸縮、斷口平齊等；記錄斷裂時的最大抗力Fb b〔四〕灰口鑄鐵的壓縮試驗

F b。A0試驗前測定試件的直徑d 和高度h。試驗時觀看灰口鑄鐵試件在壓縮過