1、實驗四 金屬材料的拉伸實驗（二）一.實驗?zāi)康? 測定低碳鋼材料在常溫、靜載條件下的屈服極限bS,強(qiáng)度極限b b,延伸率3和斷面收縮率2。2 .測定鑄鐵材料在常溫靜載下的強(qiáng)度極限bbo3觀察低碳鋼、鑄鐵在拉伸過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，分析P- 4圖的特征。4 比較低碳鋼與鑄鐵力學(xué)性能的特點(diǎn)和試件斷口情況分析其破壞原因。5 了解微機(jī)控制電子萬能材料試驗機(jī)的構(gòu)造原理，學(xué)習(xí)其使用方法。二儀器設(shè)備1微機(jī)控制電子萬能材料試驗機(jī)2 數(shù)顯游標(biāo)卡尺三.試件在測試某一力學(xué)性能參數(shù)時，為了避免試件的尺寸和形狀對實驗結(jié)果的影響，便于各 種材料力學(xué)性能的測試結(jié)果的互相比較，采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的比例試件。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比 例試件

2、應(yīng)符合以下關(guān)系：Lo=K、A 。對于圓形截面試件，K值通常取5.65或11.3。即直徑為do的圓形截面試件標(biāo)距長度分別為5d 0和10d 0。本試驗采用Lo=10d 0的比例試件。T.圖 3-4-1四測試原理實驗時，實驗軟件能夠?qū)崟r的繪出實驗時力與變形的關(guān)系曲線，如圖3-4-2所示。圖 3-4-21 低碳鋼拉伸.彈性階段彈性階段為拉伸曲線中的0B段。在此階段，試件上的變形為彈性變形。0A段直線為線彈性階段，表明載荷與變形之間滿足正比例關(guān)系。接下來的AB段是一非線彈性階段，但仍滿足彈性變形的性質(zhì)。.屈服階段過彈性階段后，試件進(jìn)入屈服階段，其力與曲線為鋸齒狀曲線BC段。此時，材料喪失了抵抗變形的能

3、力。從圖形可看出此階段載荷雖沒明顯的增加，但變形繼續(xù)增加；如果 試件足夠光亮，在試件表面可看到與試件軸線成45。方向的條紋，即滑移線。在此階段試件上的最小載荷即為屈服載荷Ps.強(qiáng)化階段材料經(jīng)過屈服后，要使試件繼續(xù)變形，必須增加拉力，這是因為晶體滑移后增加了抗剪能力，同時散亂的晶體開始變得細(xì)長，并以長軸向試件縱向轉(zhuǎn)動，趨于纖維狀呈現(xiàn)方向性，從而增加了變形的抵抗力，使材料處于強(qiáng)化狀態(tài)，我們稱此階段為材料的強(qiáng)化階段（曲 線CD部分）。強(qiáng)化階段在拉伸圖上為一緩慢上升的曲線，若在強(qiáng)化階段中停止加載并逐步卸載，可以發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象一一卸載規(guī)律，卸載時載荷與伸長量之間仍遵循直線關(guān)系，如果 卸載后立即加載，則載荷

4、與變形之間基本上還是遵循卸載時的直線規(guī)律沿卸載直線上升至 開始卸載時的M點(diǎn)。我們稱此現(xiàn)象為冷作硬化現(xiàn)象。從圖可知，卸載時試件的伸長不能完全恢復(fù)，還殘留了 0Q 段塑性伸長。.頸縮階段當(dāng)試件上的載荷達(dá)到最大值后，試件的變形沿長度方向不再是均勻的了，在試件某一薄弱處的直徑將顯著的縮小，試件出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，由于試件截面積急劇減小，試件所能承 受的載荷也隨之下降，最后，試件在頸縮處斷裂。試件上的最大載荷即為強(qiáng)度極限載荷。2 .鑄鐵拉伸鑄鐵在拉伸時沒有屈服階段，拉伸圖為一接近直線的曲線，在變形極小時就達(dá)到最大載荷而突然發(fā)生破壞，因此，只測最大載荷Pb并計算b b=Pb/Ao.圖 3-4-3五、實驗步驟（1

5、）低碳鋼的拉伸1、試件準(zhǔn)備；2、尺寸測量a. 用游標(biāo)卡尺測量試件標(biāo)距部分的原始直徑do。在試件標(biāo)距范圍內(nèi)，取中間和兩端處三個截面作為測試試件直徑的位置，每個截面在兩個相互垂直的方向上各測量一次，取其 平均值作為該截面的平均直徑， 然后取三個平均值中的最小值作為 d 0的大小來計算試件的 原始橫截面面積 A0；b. 測量試件的原始標(biāo)距 Lo。用游標(biāo)卡尺測量試件標(biāo)距部分兩標(biāo)距點(diǎn)之間的距離一次， 以此作為原始標(biāo)距 Lo的大小。3、試驗準(zhǔn)備a. 依次打開試驗機(jī)主機(jī)，計算機(jī)，打印機(jī)；b. 設(shè)置限位保護(hù)。將限位桿上的擋圈調(diào)整到合適位置。c. 打開計算機(jī)內(nèi)試驗軟件，進(jìn)入試驗軟件主窗口界面；d. 裝夾試件。先

6、將試件的一端夾入試驗機(jī)下夾具的鉗口內(nèi)；然后在試驗軟件中將力傳 感器清零，利用手動控制盒調(diào)整移動橫梁到合適位置，使上鉗口夾牢試件的另一端；e. 點(diǎn)擊試驗軟件主窗口界面上方工具欄內(nèi)的“實驗方案”按扭，設(shè)置好實驗方案和實 驗參數(shù)。4、進(jìn)行實驗a. 點(diǎn)擊試驗軟件主界面上方工具欄內(nèi)的“試驗”按鈕，在彈出的對話框內(nèi)選擇正確的 試驗方案名，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入試驗操作界面。b. 在彈出的實驗操作界面上，點(diǎn)擊“運(yùn)行”鍵，開始實驗。c. 試件破壞后，關(guān)閉試驗窗口，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，編寫打印實驗報告。d. 結(jié)束實驗，退出試驗軟件，依次關(guān)閉打印機(jī)、計算機(jī)、試驗機(jī)。清理實驗現(xiàn)場。e. 測量拉斷后試件的標(biāo)距Li和最小截面直徑d

7、 i。【標(biāo)距Li的測量】將拉斷的試件緊密對接好，盡量使其軸線位于一條直線，拉斷以后 試件的標(biāo)距Li大小的測量采用下述方法之一來測定。首先在實驗前用刻線機(jī)在試件標(biāo)距范圍內(nèi)內(nèi)的表面上刻出十格等分線。L1 ；直測法：若斷口到最近的標(biāo)距點(diǎn)的距離大于鼻，則以直接測得的兩標(biāo)距點(diǎn)間的距離3移位法：若斷口到最近的標(biāo)距點(diǎn)的距離小于L，則可按下法確定Li:3在長段上從拉斷處0取基本等于短段格數(shù)得到 B點(diǎn)，當(dāng)較長段所余格數(shù)為偶數(shù)時（如圖3-4-4( a)所示）取長段所余格數(shù)的一半得出C點(diǎn)，相當(dāng)于將BC段長度移到試件的左端,則移位后的Li為Li= AB 2BC當(dāng)較長段所余格數(shù)為奇數(shù)時（如圖 3-4-4（ b ）所示）

8、取長段所余格數(shù)減1的一半得出C點(diǎn)，再取長段所余格數(shù)加1的一半得出Ci點(diǎn)，則移位后的Li為Li = AB BC BCi殆如后的T.i宴陥的1:(b)圖 3-4-4【截面直徑 d1 的測量】將拉斷的試件緊密對接好， 盡量使其軸線位于一條直線， 在試 件頸縮處選擇一最小截面，在此截面的兩個互相垂直的方向各測量一次直徑，取其平均值 作為拉斷以后截面直徑 d1 的值；（ 2 ）鑄鐵的拉伸 鑄鐵的拉伸實驗可參照低碳鋼拉伸實驗進(jìn)行。鑄鐵的尺寸測量還可進(jìn)一步簡化，只需 測量試件中截面兩個互相垂直方向的直徑各一次，取其平均值作為試件原始直徑d0 的值；鑄鐵無需測量標(biāo)距 L0 、L 1和拉斷后的直徑 d 1。六、

9、實驗注意事項1、任何時候都不能帶電插拔電源線和信號線；2、試驗開始前，一定要調(diào)整好限位擋圈；3、試驗過程中，不能遠(yuǎn)離試驗機(jī)；4、試驗過程中，除停止鍵和急停開關(guān)外，不要按控制盒上的其他按鍵；5、試驗結(jié)束后，一定要關(guān)閉所有電源；6、計算及要嚴(yán)格按照系統(tǒng)要求一步一步退出，正常關(guān)機(jī)。7、不要使用來歷不明或與本機(jī)無關(guān)的存儲介質(zhì)在試驗機(jī)控制用計算機(jī)上寫盤或讀盤。實驗五金屬材料的壓縮實驗（二）一、實驗?zāi)康?、 測定鑄鐵材料在常溫、靜載條件下壓縮時的強(qiáng)度極限bb;2、觀察鑄鐵材料在壓縮時的變形和試件斷口情況，并分析其破壞原因;二、儀器設(shè)備1、微機(jī)控制電子萬能材料試驗機(jī)；2、數(shù)顯游標(biāo)卡尺。三、試件制備金屬材料的

10、壓縮試件一般制成如圖3-5-1所示的圓柱形。且試件不宜過長（過長容易被壓彎），也不宜過于粗短（過于粗短則試件兩端面受摩擦力影響的范圍過大）。所以，國家標(biāo)準(zhǔn)一般規(guī)定ho= （12 ） d0（1）式中 ho壓縮試件的高度do壓縮試件的原始橫截面直徑圖 3-5-1四、實驗原理鑄鐵在壓縮過程中，試驗機(jī)的自動繪圖器將描繪出一條與其拉伸時相似的P- AL壓縮曲線（如圖3-5-2），所不同的是鑄鐵壓縮到強(qiáng)度極限載荷Pb之前要產(chǎn)生較大的變形。試件由圓柱形被壓縮成微鼓形直至破裂。此時試驗機(jī)主動指針迅速倒退，而從動指針記錄了 最大載荷 Pb。鑄鐵破壞時，由于剪應(yīng)力的作用，破壞面出現(xiàn)在與試件軸線約成45o-50o的

11、斜面上。圖 3-5-2五、實驗步驟1、試件準(zhǔn)備：準(zhǔn)備工作由實驗室老師事先完成；2、尺寸測量a. 用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量試件中截面兩個互相垂直方向的直徑各一次，取其平均值作為試件原始直徑do的值；b. 測量試件原始高度 h o的值一次；3、試驗準(zhǔn)備a. 依次打開試驗機(jī)主機(jī)，計算機(jī)，打印機(jī)；b. 設(shè)置限位保護(hù)。將限位桿上的擋圈調(diào)整到合適位置。c. 打開計算機(jī)內(nèi)試驗軟件，進(jìn)入試驗軟件主窗口界面；d. 安裝試件。將試件盡量準(zhǔn)確地放在下壓板的中心處，調(diào)整上壓板至接近試件上截面e. 點(diǎn)擊試驗軟件主窗口界面上方工具欄內(nèi)的“實驗方案”按扭，設(shè)置好實驗方案和實 驗參數(shù)。4、進(jìn)行實驗a. 點(diǎn)擊試驗軟件主界面上方工具欄內(nèi)的“試驗”按鈕，在彈出的對話框內(nèi)選擇正確的 試驗方案名，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入試驗操作界面。b. 試件破壞后，關(guān)閉試驗窗口，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，編寫打印實驗報告。c. 結(jié)束實驗，退出試驗軟件，依次關(guān)閉打印機(jī)、計算機(jī)、試驗機(jī)。清理實驗現(xiàn)場。六、實驗注意事項1、任何時候都不能帶電插拔電源線和信號線；2、試驗開始前，一定要調(diào)整好限位擋圈；3、試驗過程中，不能遠(yuǎn)離試驗機(jī)；4、試驗過程中，除停止鍵和急停開關(guān)外，不要按控制盒上的其他按鍵；5、試驗結(jié)束后，