金属材料的拉伸实验

合集下载

金属材料拉伸实验

金属材料拉伸实验

金属材料拉伸实验金属材料的力学性能是工程材料中非常重要的一部分,而拉伸实验是评价金属材料力学性能的重要手段之一。

本文将对金属材料拉伸实验的原理、方法和实验结果进行详细介绍。

1.原理。

金属材料的拉伸实验是通过施加拉伸力,使试样产生塑性变形,从而研究金属材料的力学性能。

在拉伸实验中,试样会逐渐发生颈缩,最终断裂。

通过实验中得到的应力-应变曲线,可以分析出金属材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。

2.方法。

进行金属材料拉伸实验,首先需要准备好金属试样。

在实验过程中,需要使用拉伸试验机,将试样夹紧在拉伸试验机上。

然后,施加拉伸力,记录下试样的载荷和变形数据。

在实验过程中,需要注意保持试样的表面光洁,避免表面缺陷对实验结果的影响。

3.实验结果。

通过拉伸实验得到的应力-应变曲线可以反映出金属材料的力学性能。

曲线的起始部分为弹性阶段,此时金属材料受到的应力与应变呈线性关系。

当应力超过一定数值时,金属材料进入塑性阶段,此时应力与应变不再呈线性关系,试样开始产生颈缩。

最终,在应力达到最大值时,试样发生断裂。

4.分析与讨论。

通过实验结果,可以计算出金属材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。

这些指标对于工程设计和材料选型具有重要的指导意义。

另外,通过对不同金属材料进行拉伸实验,可以比较它们的力学性能,为工程实践提供参考。

5.结论。

金属材料拉伸实验是研究金属材料力学性能的重要手段,通过实验可以得到金属材料的应力-应变曲线,分析出其力学性能指标。

这些指标对于工程设计和材料选型具有重要的指导意义。

综上所述,金属材料拉伸实验是评价金属材料力学性能的重要手段,通过实验可以得到金属材料的力学性能指标,为工程实践提供重要参考。

金属材料拉伸标准

金属材料拉伸标准

金属材料拉伸标准一、试验样品1.1 样品选择:选择金属材料样品时,应选用具有代表性的均匀材料,如板材、棒材、线材等。

样品应无缺陷、无氧化皮、无机械损伤等。

1.2 样品制备:样品应按照相关标准进行制备,如厚度、宽度、长度等参数应符合要求。

制备过程中应避免产生应力集中和机械损伤。

二、试验温度2.1 试验温度范围:金属材料拉伸试验应在规定的温度范围内进行,通常为室温至300℃之间。

具体温度范围应根据材料种类和试验要求确定。

2.2 温度稳定性:在试验过程中,温度应保持稳定,以避免因温度变化而影响试验结果。

可使用恒温装置来保持温度稳定。

三、试验速度3.1 试验速度范围:金属材料拉伸试验的速度应在规定范围内,通常为0.00025-10mm/min。

具体速度范围应根据材料种类和试验要求确定。

3.2 速度控制:在试验过程中,速度应保持稳定,以避免因速度变化而影响试验结果。

可使用拉伸试验机来控制速度。

四、试验仪器4.1 拉伸试验机:应使用符合相关标准的拉伸试验机,能够测量材料的拉伸强度、延伸率等参数。

4.2 引伸计:引伸计是用于测量材料变形量的装置,应按照相关标准进行选择和使用。

4.3 夹具:夹具是用于固定试样的装置,应能够保证试样在试验过程中不发生移动或变形。

五、数据处理5.1 数据记录:在试验过程中,应记录试样的原始尺寸、弹性模量、屈服强度、抗拉强度等参数。

5.2 数据处理方法:数据处理应采用合适的统计方法,如平均值、标准差等,以获得更准确的结果。

六、结果比较6.1 不同材料比较:将不同材料的试验结果进行比较,可分析材料的优缺点和适用范围。

6.2 同一材料不同处理方式比较:将同一材料经过不同处理方式的试验结果进行比较,可研究处理工艺对材料性能的影响。

七、结果应用7.1 材料性能评估:根据试验结果,可以对金属材料的性能进行评估,如强度、韧性、硬度等参数。

这些参数对于材料的选择和使用具有重要意义。

7.2 工艺优化:根据试验结果,可以对加工工艺进行优化,以提高材料的性能和生产效率。

金属材料拉伸试验的四个阶段

金属材料拉伸试验的四个阶段

金属材料拉伸试验的四个阶段
金属材料拉伸试验的四个阶段分别为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。

1.弹性阶段:
随着荷载的增加,应变随应力成正比增加。

如卸去荷载,试件将恢复原状,表现为弹性变形,此阶段内可以测定材料的弹性模量E。

2.屈服阶段:
普碳钢:超过弹性阶段后,载荷几乎不变,只是在某一小范围内上下波动,试样的伸长量急剧地增加,这种现象称为屈服。

如果略去这种荷载读数的微小波动不计,这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。

塑性变形是突然开始且载荷数会突然下降,如果全部卸除荷载试样将不会恢复原长表现为永久形变。

而对于铝合金来说,弹性区域的结束点并非伴随着载荷的突然下降或其他明显的变化从弹性阶段
到塑性阶段是一条平滑渐变的曲线。

3.强化阶段:
试样经过屈服阶段后,曲线呈现上升趋势,由于材料在塑性变形过程中不断强化,材料的抗变形能力增强了,这种现象称为应变硬化。

若在此阶段卸载载荷到零时,变形并未完全消失,应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变。

4.颈缩阶段和断裂阶段:
试样伸长到一定程度后,荷载读数反而逐渐降低。

金属材料的拉伸实验

金属材料的拉伸实验

金属材料的拉伸实验
金属材料的拉伸实验
(7)测量试样最终尺寸。停 机取下试样,将断裂试样的两端对 齐,用游标卡尺测量断裂后标距段 的长度Lu和左、右两断口(缩颈) 处的直径du。
金属材料的拉伸实验
五、 注意事项
(1)测量直径 时,在各截面相互垂 直的两个方向上各进 行一次,取平均值。
(2)铸铁试样 测试时,不刻标记且 只记录最大载荷Fm。
和表1-2中,然后对实 验数据进行整理并绘制拉伸曲线。
(3)实验机调整。根据试样所用材料的抗拉强度理论值和 横截面积S,预估试样的最大载荷。根据预估的最大载荷,按实 验机说明书对实验机进行调整。
(4)安装试样。先将试样装夹在实验机的上夹头内,调整 下夹头至适当位置,夹紧试样下端,调整好自动绘图装置。
(5)加载测试。开动实验机,使之缓慢匀速加载。
金属材料的拉伸实验
金属材料的拉伸实验
一、 实验目的
(1)观察拉伸过程中的各种现象(屈服、强化、缩 颈、断裂)。
(2)测定低碳钢的下屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断 后伸长率A和断面收缩率Z。
(3)测定铸铁的抗拉强度Rm。 (4)了解拉伸实验机的主要结构及使用方法。
金属材料的拉伸实验
二、 实验设备
(1)WE-300B型拉伸实验机,如图1-1所示。 (2)游标卡尺。
图1-1 WE-300B型拉伸实验机
金属材料的拉伸实验
三、 试样
根据国家标准GB/T 228.1— 2010《金属材料 拉伸实验 第1部 分:室温实验方法》的相关规定, 选用如图1-2所示的圆形标准试样 (低碳钢和铸铁各一件)。本次实 验试样的直径d=10 mm,标距长 度L0=50 mm。
图1-2 实验用拉伸试样

金属材料拉伸实验

金属材料拉伸实验

金属材料拉伸实验金属材料的拉伸性能是评价材料力学性能的重要指标之一,对于金属材料的工程应用具有重要的意义。

本文将介绍金属材料拉伸实验的基本原理、实验步骤和数据处理方法,希望能够对相关领域的研究人员和工程技术人员有所帮助。

一、实验原理。

金属材料在受力作用下会发生形变,其中拉伸形变是最常见的一种形式。

拉伸实验通过在金属试样上施加拉伸力,使其产生拉伸形变,从而研究材料的拉伸性能。

在拉伸过程中,试样会逐渐发生颈缩现象,最终导致断裂。

通过实验中获取的应力-应变曲线,可以分析材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等力学性能指标。

二、实验步骤。

1. 准备试样,根据实验要求选择合适的金属材料,并根据标准制备成符合要求的试样。

2. 安装试验设备,将试样安装在拉伸试验机上,并调整好试验机的参数。

3. 施加载荷,逐渐施加拉伸力,记录下拉伸过程中的应变和应力数据。

4. 数据处理,根据实验数据绘制应力-应变曲线,并计算出材料的力学性能指标。

5. 分析结果,根据实验结果对材料的性能进行分析和评价。

三、数据处理方法。

1. 应力-应变曲线的绘制,将实验中获取的应变和应力数据绘制成应力-应变曲线,通过曲线的形状和特征点可以分析材料的力学性能。

2. 力学性能指标的计算,根据应力-应变曲线计算出材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等指标。

3. 结果分析,根据计算结果对材料的性能进行分析,评价其适用范围和工程应用价值。

四、实验注意事项。

1. 实验过程中要注意安全,严格按照操作规程进行操作。

2. 选择合适的试验条件,保证实验数据的准确性和可靠性。

3. 注意试样的制备和安装,确保试验过程中不会出现其他因素的干扰。

4. 实验结束后要对设备进行清洁和维护,保证设备的正常使用。

五、实验结果分析。

通过金属材料拉伸实验,可以获取材料的力学性能指标,对材料的性能进行评价和分析。

实验结果对于材料的选型和工程应用具有重要的参考价值,也为进一步的研究提供了基础数据支持。

金属材料拉伸试验

金属材料拉伸试验

金属材料拉伸试验金属材料拉伸试验是一种常见的材料力学性能测试方法,通过对金属材料进行拉伸,可以获取材料的拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率等重要参数,为材料的设计和选用提供重要参考。

本文将介绍金属材料拉伸试验的基本原理、试验方法和数据分析。

一、基本原理。

金属材料在受力作用下会发生塑性变形和断裂,拉伸试验是通过施加拉力使材料产生塑性变形,从而研究材料的力学性能。

在拉伸试验中,材料会逐渐发生颈缩,最终断裂。

通过对试验过程中的载荷和变形进行记录和分析,可以得到材料的拉伸性能参数。

二、试验方法。

1. 样品制备,从金属材料中切割出标准试样,并在试样两端加工成圆柱形,以便安装在拉伸试验机上。

2. 装夹试样,将试样安装在拉伸试验机上,通过夹具夹紧试样两端,保证试样在拉伸过程中不会发生松动或滑动。

3. 施加载荷,启动拉伸试验机,施加逐渐增大的拉力,使试样发生拉伸变形。

在试验过程中,记录载荷和试样的变形情况。

4. 数据采集,通过传感器采集试验过程中的载荷和变形数据,得到应力-应变曲线。

5. 数据分析,根据应力-应变曲线,可以计算得到材料的拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率等参数。

三、数据分析。

拉伸试验得到的应力-应变曲线可以分为线性弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。

在线性弹性阶段,应力与应变成正比,材料具有良好的弹性回复性;在屈服阶段,材料开始发生塑性变形,应力逐渐增大,直至达到最大应力;在断裂阶段,材料突然断裂,试验结束。

根据应力-应变曲线,可以计算得到材料的拉伸强度、屈服强度、断裂伸长率等力学性能参数,这些参数对于材料的设计和选用具有重要意义。

四、结论。

金属材料拉伸试验是一种重要的力学性能测试方法,通过对材料的拉伸行为进行研究,可以获取材料的重要力学性能参数,为工程设计和材料选用提供重要参考。

通过合理的试验方法和数据分析,可以准确地评估材料的力学性能,为材料的应用提供可靠的数据支持。

材料拉伸实验

材料拉伸实验

实验一:光滑静态拉伸试验金属材料的拉伸试验是人们应用最广泛的测定其力学性能的方法。

试验时取一定的标准试样,在温度、环境介质、加载速度均为确定条件下将载荷施加于试样两端,使试样在轴向拉应力作用下产生弹性变形、塑性变形、直至断裂。

通过测定载荷和试样尺寸变化可以求出材料的力学性能指标。

一、实验数据分析与处理n 0.2721S b290.6534 535.09796e B0.00406 0.17887ψeB-0.00406 -0.178871.1光滑钢1.1.1计算机数据图1—1 钢光滑拉伸试验应力~应变曲线图1—2 钢光滑拉伸试验均匀塑性变形阶段lgS~lge的线性拟合2010-4-5 15:43Linear Regression for A0709032_lgS:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 2.9417 0.00425B 0.2721 0.00386------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99321 0.00788 70 <0.0001经计算得:K=10A=102.9417=874.38MPan=B=0.27211.1.2坐标纸数据图1—3 钢光滑拉伸试验载荷~位移曲线图1—4 钢光滑拉伸试验应力~应变曲线图1—5 钢光滑拉伸试验均匀塑性变形阶段lgS~lge的线性拟合2010-4-6 20:24Linear Regression for Data1_lgs:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 3.19016 0.05524B 0.6578 0.06625------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------ 0.95726 0.02645 11 <0.0001经计算得:K=10A=103.19016=1549.39MPan=B=0.65781.2光滑铸铁1.2.1计算机数据图1—6 铸铁光滑拉伸试验应力~应变曲线1.2.2坐标纸数据图1—7 铸铁光滑拉伸试验载荷~位移曲线图1—8 光滑铸铁拉伸试验应力~应变曲线(注:对于光滑铸铁,没有“均匀塑性变形阶段”,所以不能得到K,n值。

金属材料拉伸试验

金属材料拉伸试验

金属材料拉伸试验金属材料拉伸试验是一种常用的材料力学性能测试方法,通过对金属材料在拉伸加载下的变形和破坏过程进行观测和分析,可以得到材料的拉伸性能参数,如屈服强度、抗拉强度、延伸率等,对于材料的设计、选材和工程应用具有重要意义。

在进行金属材料拉伸试验时,首先需要准备好试样。

通常情况下,金属材料试样的标准尺寸为长度为5倍直径,宽度为直径的2倍。

试样的两端需要加工成圆形,以减小应力集中的影响。

在试验前,需要对试样进行表面处理,以保证试验结果的准确性。

在试验过程中,需要使用拉伸试验机。

首先,将试样安装在拉伸试验机上,然后施加加载,使试样受到拉伸力。

在加载过程中,通过传感器采集试样的应力-应变曲线,以及试样的变形情况。

根据试验数据,可以得到试样的屈服强度、抗拉强度等力学性能参数。

在进行金属材料拉伸试验时,需要注意以下几点。

首先,试样的制备需要符合标准要求,以保证试验结果的准确性。

其次,试验过程中需要控制加载速度,以避免试样因过快加载而发生动态效应。

最后,需要对试验数据进行准确的处理和分析,以得到可靠的试验结果。

金属材料拉伸试验是评价材料拉伸性能的重要手段,通过对材料在拉伸加载下的行为进行观测和分析,可以揭示材料的内在性能和力学行为规律。

因此,对于材料科学研究和工程应用具有重要意义。

总之,金属材料拉伸试验是一种重要的材料力学性能测试方法,通过对金属材料在拉伸加载下的行为进行观测和分析,可以得到材料的拉伸性能参数,对于材料的设计、选材和工程应用具有重要意义。

在进行试验时,需要注意试样的制备、加载速度的控制以及试验数据的准确处理,以保证试验结果的准确性和可靠性。

金属的拉伸实验(实验报告)

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。

金属材料拉伸实验原理

金属材料拉伸实验原理

金属材料拉伸实验原理
金属材料拉伸实验原理是通过施加拉力在金属试样上,使其产生形变,从而研究材料的力学性能和材料变形行为。

这种实验常用于确定材料的屈服强度、抗拉强度、断裂强度、延伸率等力学性能指标。

实验过程中,首先制备金属试样,通常为长条状。

然后采用拉伸试验机夹紧试样两端,施加拉力。

拉伸试验机会记录下施加的拉力和随之产生的应变,即试样的长度变化。

在拉伸过程中,试样会经历线弹性阶段、塑性阶段和断裂阶段。

- 在线弹性阶段,当施加的拉力小于金属材料的屈服强度时,
金属试样会有较小的弹性变形,但不会导致永久塑性变形。

在这个阶段,材料的应变与施加的拉力成正比,呈线性关系,称为胡克定律。

- 当拉力超过屈服强度时,试样会发生塑性变形,即金属开始
产生可逆的永久应变,形成塑性区。

此时,材料的应变增加速度逐渐减小,试验曲线出现平台区,称为屈服平台。

在屈服平台上,施加的拉力基本保持不变,试样逐渐发生塑性变形。

- 当拉力继续增大,试样会进一步发生塑性变形,直至最终断裂。

此时,金属材料达到了断裂强度,试验曲线开始下降。

通过分析拉伸试验过程中的力和位移数据,可以计算得到材料的力学性能指标,如屈服强度、抗拉强度和延伸率。

同时,还可以观察断口形貌,以了解材料的断裂行为和断裂机制。

拉伸试验是金属材料力学性能测试中常用的实验方法之一,可以为工程设计和材料选择提供重要的参考依据。

金属材料的拉伸与压缩实验

金属材料的拉伸与压缩实验

机械学基础实验指导书力学实验中心金属材料的拉伸与压缩实验1.1 金属材料的拉伸实验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/P7314-2005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=11.30S 2. 5倍试件圆形截面时,L 0=5d 矩形截面时, L 0=5.650S =45Sd 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。

一、实验目的:1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。

金属材料拉伸实验

金属材料拉伸实验

金属材料拉伸实验拉伸实验是用来检测材料在拉伸过程中的性能和力学行为的一种常见实验方法。

在这个实验中,一根材料样品会经受一个施加在其两端的拉力,然后通过测量样品的变形来确定其力学性质。

首先,要进行拉伸实验,我们需要准备一根金属材料样品。

这个样品可以是一个均匀的圆柱形条或矩形条,并且要保证材料的长度远大于其直径或厚度。

接下来,我们需要确定实验的拉伸速度。

拉伸速度会影响材料的变形和断裂行为。

通常来说,实验的拉伸速度是恒定的,并且在试验的不同阶段保持一致。

常见的拉伸速度可以是每分钟1毫米或每分钟10毫米。

在进行实验之前,我们需要在样品的两端附上夹具。

夹具会给样品施加拉力,并且还会防止样品在拉伸过程中滑动或扭曲。

夹具要保证稳固并且与样品的表面接触紧密,以避免力的集中和样品的损坏。

在拉伸实验中,我们可以测量以下几个关键参数:1. 应力(Stress): 应力是指单位面积上施加在材料上的力。

它的计算公式是应力=施加力/材料横截面积。

2. 应变(Strain): 应变是材料在受力下发生的长度变化与原始长度之比。

它的计算公式是应变=变形长度/原始长度。

3. 弹性模量(Young's modulus): 弹性模量反映了材料在弹性变形阶段时的硬度和刚性。

它的计算公式是弹性模量=应力/应变。

4. 屈服强度(Yield strength): 屈服强度是材料开始发生非弹性变形的应力。

在拉伸实验中,我们可以通过观察材料的应力-应变曲线,找到出现第一个明显断裂的点。

这个点对应的应力即为材料的屈服强度。

5. 断裂强度(Ultimate tensile strength): 断裂强度是材料在拉伸过程中最大的应力。

在实验中,当材料开始发生明显断裂时,测得的应力即为材料的断裂强度。

通过实验测量这些参数,我们可以了解材料的力学性质和使用限制。

拉伸实验也可以用来评估材料的可靠性和应用范围,为工程设计提供参考和依据。

金属的拉伸实验(实验报告)

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S σ、抗拉强度b σ、断后延伸率δ和断面收缩率ψ2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象,并绘制拉伸图(F ─L ∆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0l 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020d mm =,标矩000200(10)l mm l d ==或000100(5)l mm l d ==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,利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—ΔL 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S 0,并将横坐标(伸长ΔL )除以试样的原始标距0l 得到的曲线便与试样尺寸无关,此曲线称为应力-应变曲线或R —ε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。

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实验

金属材料的拉伸与压缩实验

机械学基础实验指导书力学实验中心1金属材料的拉伸与压缩实验1.1 金属材料的拉伸实验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/P7314-2005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=11.30S 2. 5倍试件圆形截面时,L 0=5d 矩形截面时, L 0=5.650S =45Sd 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。

一、实验目的:1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。

金属材料 拉伸试验

金属材料 拉伸试验
比较不同材料的性能
拉伸试验是材料科学领域中常用的实验方法,通过比较不 同材料的拉伸性能,可以对材料的优劣进行评估和选择。
预测材料的行为
在产品设计和开发阶段,通过拉伸试验可以预测金属材料 在受力情况下的行为表现,为产品的结构设计和安全评估 提供依据。
拉伸试验的原理
拉伸试验是通过在试样上施加逐渐增大的拉力,使试样沿轴 向拉伸,直至断裂的过程。在这个过程中,可以观察到试样 的变形行为、屈服点、抗拉强度等特征。
失效分析
当金属材料出现断裂或失效时,可 以通过拉伸试验来分析其断裂原因 和性能退化情况,为事故调查和预 防提供依据。
02
拉伸试验的步骤
试样的制备
试样尺寸
根据标准要求,制备一定尺寸的金属试样,通常为长条形,长度 和直径比有一定要求。
表面处理
确保试样表面光滑、无划痕、无氧化皮等杂质,以减小试验误差。
温度稳定性
在高温或低温环境下进行拉伸试验时,温度的稳定性对试验结果有显著影响,难以实现精确控制。
应变速率的控制
应变速率是影响材料行为的另一个重要因素,但精确控制应变速率在实际操作中具有挑战性。
06
拉伸试验的发展趋势
高温拉伸试验
总结词
高温拉伸试验是研究金属材料在高温环 境下的力学性能的重要手段。
VS
应变速率控制技术
总结词
应变速率控制技术是实现金属材料拉伸试验 中应变速率的精确控制的重要手段。
详细描述
应变速率是影响金属材料拉伸行为的重要因 素之一。通过应变速率控制技术,可以实现 应变速率的精确控制,从而更好地模拟金属 材料在实际拉伸过程中的行为,提高拉伸试 验的准确性和可靠性。同时,应变速率控制 技术还可以为研究金属材料的动态力学行为

金属材料拉伸试验

金属材料拉伸试验

金属材料拉伸试验金属材料的力学性能是工程设计和材料选择的重要依据之一。

而金属材料的拉伸性能是评价其力学性能的重要指标之一。

拉伸试验是通过对金属材料施加拉伸力,来研究其在拉伸过程中的力学性能,包括强度、延伸性和变形行为等。

本文将介绍金属材料拉伸试验的基本原理、试验方法和数据分析。

一、拉伸试验的基本原理。

拉伸试验是通过施加拉伸力,使金属材料发生拉伸变形,从而研究其在拉伸过程中的力学性能。

在拉伸试验中,金属试样会逐渐发生塑性变形,最终达到破裂。

通过对试样在拉伸过程中的载荷和变形进行记录和分析,可以得到金属材料的应力-应变曲线,从而得到其强度、延伸性和变形行为等力学性能参数。

二、拉伸试验的试验方法。

1. 试样的制备,拉伸试验的试样一般为圆柱形,其标准尺寸由相关标准规定。

在制备试样时,需要保证试样的表面光洁,无明显的缺陷和损伤。

2. 试验装置,拉伸试验一般采用万能材料试验机进行。

试样被夹持在试验机的上下夹具中,施加拉伸力,同时记录试样的载荷和变形数据。

3. 试验过程,在进行拉伸试验时,需要控制加载速度和试验环境。

通常情况下,拉伸试验采用恒速加载,以保证试样的变形过程是均匀的。

三、拉伸试验数据的分析。

1. 应力-应变曲线,拉伸试验得到的载荷-变形数据可以计算得到应力-应变曲线。

应力-应变曲线是评价金属材料力学性能的重要依据,通过该曲线可以得到金属材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数。

2. 断口形貌分析,拉伸试验得到的试样断口形貌可以反映金属材料的断裂特征。

通过对断口形貌的观察和分析,可以了解金属材料的断裂模式和断裂机制。

3. 变形行为分析,拉伸试验还可以研究金属材料在拉伸过程中的变形行为,包括颈缩的发展过程、变形局部化现象等。

综上所述,金属材料的拉伸试验是评价其力学性能的重要手段之一。

通过对金属材料的拉伸试验,可以得到其应力-应变曲线、断口形貌和变形行为等数据,为工程设计和材料选择提供重要参考。

因此,拉伸试验在金属材料研究和工程应用中具有重要的意义。

金属材料的拉伸实验

金属材料的拉伸实验

金属材料的拉伸实验金属材料的拉伸实验是材料力学实验中的重要内容之一,通过拉伸实验可以了解金属材料的力学性能,包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等重要参数。

本实验旨在通过拉伸试验,探究金属材料在受力条件下的变形和破坏规律,为材料的设计和选用提供依据。

1. 实验原理。

在进行金属材料的拉伸实验时,首先需要准备一根标准试样,通常采用圆柱形试样。

试样的两端固定在拉伸试验机上,施加拉力,使试样产生拉伸变形。

在试验过程中,可以通过拉伸试验机上的力传感器和位移传感器实时监测试样的受力情况和变形情况,从而得到拉力-位移曲线。

通过分析拉力-位移曲线,可以得到金属材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能参数。

2. 实验步骤。

(1)准备试样,选择合适的金属材料,根据标准规范制备标准试样。

(2)安装试样,将试样固定在拉伸试验机上,确保试样的两端平行并且与试验机的拉伸方向一致。

(3)施加载荷,逐渐增加拉力,记录拉力和试样的位移数据。

(4)观察试样破坏形态,当试样达到破坏时,观察试样的破坏形态,包括颈缩和断裂形式。

3. 实验数据处理。

通过拉伸试验得到的拉力-位移曲线可以分为几个阶段,线性弹性阶段、屈服阶段、塑性变形阶段和断裂阶段。

根据拉力-位移曲线的特征,可以计算出金属材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等力学性能参数。

同时,还可以分析试样的破坏形态,了解金属材料的破坏机制。

4. 实验结果分析。

通过对拉伸试验得到的数据进行分析,可以得出金属材料的力学性能参数,并且可以比较不同材料之间的性能差异。

通过分析试样的破坏形态,可以了解金属材料的断裂特点,为材料的设计和选用提供参考依据。

同时,还可以探讨金属材料的变形和破坏规律,为材料的加工和应用提供理论支持。

5. 实验应用。

金属材料的拉伸实验是材料科学和工程中的基础实验之一,具有重要的理论和应用价值。

通过拉伸实验可以评价金属材料的力学性能,为材料的设计、选用和加工提供科学依据。

同时,还可以通过实验结果指导金属材料的使用和维护,确保材料的安全可靠性。

金属材料的拉伸与压缩实验

金属材料的拉伸与压缩实验

机械学基础实验指导书力学实验中心1金属材料的拉伸与压缩实验1.1 金属材料的拉伸实验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/P7314-2005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=11.30S 2. 5倍试件圆形截面时,L 0=5d 矩形截面时, L 0=5.650S =45Sd 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。

一、实验目的:1.研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。

金属拉伸试验标准

金属拉伸试验标准

金属拉伸试验标准金属拉伸试验是一种常用的材料力学性能测试方法,通过对金属材料进行拉伸试验,可以获取材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等重要参数,为工程设计和材料选型提供重要参考。

本文将介绍金属拉伸试验的标准方法和注意事项。

一、试验标准。

1. 试验样品的准备。

试验样品通常采用圆柱形的试样,直径和长度应符合相关标准规定。

在制备试样时,应注意避免表面缺陷和裂纹,以保证试验结果的准确性。

2. 试验设备。

拉伸试验需要使用专门的拉伸试验机,该设备应符合国家标准,能够精确控制加载速率和测量载荷和变形。

在进行试验前,需要对试验机进行校准和检查,确保其性能稳定。

3. 试验过程。

在进行拉伸试验时,需要根据标准规定确定加载速率,并记录载荷-变形曲线。

试验过程中需要及时监测试样的变形情况,以确保试验结果的准确性。

4. 试验结果的处理。

试验结束后,需要对试验结果进行处理和分析,计算出材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等参数,并绘制应力-应变曲线。

同时,还需要对试验过程中的各项数据进行统计和分析,评估试验结果的可靠性。

二、注意事项。

1. 样品制备。

在制备试样时,需要确保试样的几何尺寸符合标准要求,并避免出现明显的表面缺陷和裂纹。

同时,还需要注意材料的取样方向,以保证试验结果的代表性。

2. 试验环境。

拉伸试验通常在室温下进行,需要避免试验环境中存在明显的震动和干扰,以确保试验结果的准确性。

3. 数据处理。

在对试验结果进行处理和分析时,需要使用合适的统计方法和软件工具,确保数据处理的准确性和可靠性。

4. 试验安全。

在进行拉伸试验时,需要严格遵守相关安全操作规程,确保试验过程的安全性和稳定性。

三、结论。

金属拉伸试验是一项重要的材料力学性能测试方法,通过遵循标准规定的试验方法和注意事项,可以获取准确可靠的试验结果。

在进行拉伸试验时,需要严格遵守相关标准和规程,确保试验结果的准确性和可靠性,为工程设计和材料选型提供重要参考。

通过本文的介绍,相信读者对金属拉伸试验的标准方法和注意事项有了更深入的了解,希望能够对相关工程和科研人员有所帮助。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。


强化阶段和颈缩阶段。试验过程中要注意观察,读取屈服载荷Fs和
最大载荷Fb。













铸铁试件的拉伸图,力和变形没有明显的线性关系,没有屈服和

颈缩现象;拉伸时塑性变形极小,在变形很小时就达到最大载荷
而突然断裂;断后延伸率δ和截面收缩率ψ都很小。
昆 明
5、实验步骤

工 大
(1)为了量取试

类,国家标准《金属材料拉伸试验试样》(GB6397-

86)规定的圆形截面比例试样形状如图所示。







短试样
长试样
昆 标距:

图中试样的平行段两条刻线间的长度L0称为原始

标矩;平行段部分的直径称为原始直径d0。




L0

力 学
圆形比例试件分以下两种:


L0 10d0, 称为长试件;
大 (2)、游标卡尺(如图2);







中 心
图1:CCSS44100 电子万能材料实验机
图2:游标卡尺
昆 明 理 工
3、试件
实验表明,试件的尺寸和形状对试验结果都有影响。
为了避免这种影响,使各种材料的试验结果具有可比
性,必须将试件尺寸、形状和试验方法都统一规定,

使试验标准化,常用的拉伸试件有圆形和矩形截面两
1. 实验目的

工 1、测定低碳钢的屈服极限、强度极限、
大 学 工
延伸率和截面收缩率,测定铸铁的强度 极限;
程 2、观察金属材料在拉伸过程中的各种力
力 学
学现象,了解受力与变形的关系;
实 3、比较低碳钢与铸铁拉伸性能的差别。



昆 明
2、 实验仪器和设备

工 (1)、CCSS44100电子万能材料实验机(如图1);





电子万能机上夹头
试件被拉断
延性断裂后的断口形貌




试件装夹后开始拉伸
两种材料断口的区别
脆性断裂后的断口形貌
昆 明
6、实验结果处理

工 大
屈服极限:
s

Fs A0

延伸率:
L L0 100 %
L0


力 学 实
强度极限:
b

Fb A0
截面收缩率:

A0 A0
A 100 %
中 心
L0 5d0, 称为短试件。
昆 明
4、实验原理
理 工
材料的力学性 能指标由常温、 静载下的拉伸

破坏实验确定。
低碳钢拉伸曲线

整个实验过程,
工 程
力与变形的关 系可由拉伸图 表示,试验机

采集的数据可

直接显示在电
实 验
脑屏幕上,并 自动绘制出拉 伸图。

低碳钢拉伸试验过程分四个阶段:线弹性阶段;屈服阶段;
直径作为d0。








工 大
(3)根据试件的材料,用
学 工
Fmax b.A0


估算试件所能承受的最大载荷,考虑试

验机量程是否能够满足要求。




(4)装夹试件,进行拉伸,设置试验条件,

设置条件并按所设条件进行拉伸实验,直至


工 大
电子万能机上夹头
试件被拉断。试验结束后,CCSS44100电 子万能材料试验机会将屈服载荷和最大载荷 都通知你。将试件取下,量取断后标距L, 及断口直径,记录所得数据。
金属材料的拉伸实验
金属材料的拉伸实验

明 金属材料的拉伸实验

工 材料的拉伸实验是研究材料力学性能的
大 学 工
最基本的实验。通过拉伸实验,可以测 定材料在常温、静载条件下的强度和塑
程 性指标,了解材料的受力与变形的关系,
力 为工程中评定材质、强度计算及合理设
学 实
计提供科学依据。



昆 明
BD之间是奇数格:
L LAB LBC LBC1


BD之间是偶数格:
A
O
B
C
D实验中源自LALBL LAB 2LBC

B
C
学 件的原始标距和
刻线
工 断后标距,在实
程 力 学
验前应将试件的 标距段刻上均匀
实 的刻度,如图所

示:


昆 明
(2)测取试件尺寸:
理 工
测取试件的原始直径d0,测量时取三个 截面,在每个截面的相互垂直的两个方
大 学
向上量取直径,然后算出该截面的平均
工 直径;最后取三个截面的直径中的最小
程 力



昆 明
断后标距的测量

工 如果试件

断口位于
学 工 程 力
标距段中 间1/3区域, 那么就将
断口对接
起来,直

接测量靠

头部的两

条刻线之
中 心
间的距离,
作为断后 标距。
昆 明
如果试件断口位于靠头部的1/3段内,则 使用“移位法”:

A
O
B
C C1 D


LA
LB
C

B
LBC1
工 程
相关文档
最新文档