低碳钢的拉伸试验
低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告一、试验目的1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数二、试验内容要求明确试验方法：通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002。
1、试验材料与试样①试验材料：本次试验选用了三种热处理方式不同的低碳钢分别进行试验，其相关特性如表1所示。
表1 试样材料相关信息表②试样本次试样为机加工低碳钢，截面为圆形，其直径为10mm的R4标准试样。
根据国际标准GB/T228-1002，R4标准试样规格尺寸及公差要求如表2、表3所示。
表2 R4试样的规格尺寸表3 R4试样的尺寸公差要求2、试验测试内容与相关的测量工具、仪器、设备①测试内容游标卡尺测量的物理量：试样的原始标距L0，断后标距L u，原始直径d o，断面直径d u。
万能材料试验机测量物理量：连续测量加载过程中的载荷P和试样的伸长量Δl及应力-应变曲线。
②测量工具、仪器、设备（1）游标卡尺用于测量试样的标距长度与直径，50分度，精度为0,02mm（2）划线器精度为±1％（3）WDW-200D微机控制电子式万能材料试验机主要性能指标：最大试验力：200KN试验力准确度：由于示值的5％力值测量范围：最大试验力的0.4％-100％变形测量准确度：在引伸计满量程的2％-100％范围内优于示值的±1横梁位移测量：分辨率的0.001mm横梁速度范围：0.005mm/min-500mm/min夹具形式：标准楔形拉伸副局，压缩附具，弯曲附具。
（4）引伸计0.5级（即精确至引伸计满量程的1/50）3、试验步骤或程序（1）给三个试验编号，分别1、2、3；（2）用游标卡尺按照要求测量上、中、下三个部位的直径d，并验证数据是否符合R4试样公差要求；（3）用划线器在试样上标注试样的标距为L0=50mm；（4）将引伸计固定于试样的标距之间，同时将试样安装卡紧与拉伸试验及的夹槽之间；试验中使用引伸计检测试样的变形量；（5）启动测试仪器，由计算机记录载荷—伸长数据；（6）在载荷达到最大值是（出现颈缩效应）取下引伸计，然后继续加载至试样断裂，取下试样；（7）用游标卡尺测量1号试样断后最小直径d u和断后标距长度L u；（8）对2号，3号试样重复以上步骤。
低碳钢的拉伸实验
材料力学实验教案实验一 低碳钢的拉伸实验一、实验名称低碳钢的拉伸实验。
二、实验目的1．测定低碳钢的屈服极限σs 、强度极限σb 、伸长率δ和断面收缩率Ψ；2．观察低碳钢拉伸过程中的弹性变形、屈服、强化和缩颈等物理现象；3. 熟悉材料试验机和游标卡尺的使用。
三、实验设备1．手动数显材料试验机2．MaxTC220试验机测试仪3．游标卡尺四、试样制备低碳钢试样如图所示，直径d=10mm ，测量并记录试样的原始标距L 0。
五、实验原理1. 材料达到屈服时，应力基本不变而应变增加，材料暂时失去了抵抗变形的能力，此时的应力即为屈服极限σs 。
2. 材料在拉断前所能承受的最大应力，即为强度极限σb 。
3. 试样的原始标距为L 0，拉断后将两段试样紧密对接在一起。
量出拉断后的长度L 1，伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即%100L L L 001⨯-=δ 4. 拉断后，断面处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比为断面收缩率，即%100A A A 010⨯-=ψ 式中A 0—试样原始横截面积；A 1—试样拉断后断口处最小横截面积。
六、实验步骤1．调零。
打开力仪开关，待示力仪自检停后，按清零按钮，使显示屏上的按钮显示为零。
2．加载。
用手握住手柄，顺时针转动施力使动轴通过传动装置带动千斤顶的丝杠上升，使试样受力，直至断裂。
3．示力。
在试样受力的同时，装在螺旋千斤顶和顶梁之间的压力传感器受压产生压力信号，通过回蕊电缆传给电子示力仪，电子示力仪的显示屏上即用数字显示出力值。
4．关机。
实验完毕，卸下试样，操作定载升降装置使移动挂梁降到最低时关闭力仪开关，断开电源。
七、数据处理1. 记录相关数据 参数原始直径 断口直径 原始标距 拉断后标距 长度（mm ） d o =10mm d 1= L o = L 1=2. 计算伸长率δ和断面收缩率Ψ%100L L L 001⨯-=δ %100A A A 010⨯-=ψ 3. 在应力应变图中标出屈服极限σs 和强度极限σb 八、应力应变图分析低碳钢的拉伸过程分为四个阶段，分别为弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段。
低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告一、实验目的。
本次实验旨在对低碳钢进行拉伸试验，通过测试低碳钢在拉伸过程中的力学性能，了解其材料的力学特性和断裂行为，为工程应用提供参考数据。
二、实验装置和试验方法。
1. 实验装置，拉伸试验机。
2. 试验方法，在拉伸试验机上固定低碳钢试样，并施加拉力，记录拉伸过程中的载荷和位移数据。
三、实验过程和结果分析。
在拉伸试验过程中，我们发现低碳钢试样在开始拉伸时，表现出较好的塑性变形能力，随着拉伸力的增加，试样逐渐进入线性拉伸阶段，直至达到最大拉伸强度。
在拉伸过程中，试样表面出现颈缩现象，最终发生断裂。
通过对试验数据的分析，我们得出低碳钢的拉伸强度为XXXMPa，屈服强度为XXXMPa，断裂伸长率为XX%。
四、实验结论。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 低碳钢具有较好的塑性变形能力，在拉伸过程中表现出良好的延展性；2. 低碳钢的拉伸强度和屈服强度较高，适用于要求较高强度的工程应用；3. 低碳钢的断裂伸长率较低，断裂前的塑性变形能力较差。
五、实验建议。
根据本次实验结果，我们建议在工程应用中，可以充分发挥低碳钢的高强度特性，但需要注意其断裂伸长率较低的特点，避免在受力过程中出现过大的应力集中，以免导致断裂。
同时，在实际生产中，应根据具体工程要求，选择合适的低碳钢材料，并合理设计零部件结构，以确保其安全可靠性。
六、实验总结。
通过本次拉伸试验，我们对低碳钢的力学性能有了更深入的了解，为工程应用提供了重要参考依据。
在今后的工作中，我们将继续深入研究材料的力学性能，并结合实际工程需求，不断优化材料选择和设计方案，为工程实践提供更可靠的支持。
七、参考文献。
[1] XXX，XXXX. 低碳钢力学性能研究[J]. 材料科学与工程，XXXX，XX(X)，XX-XX.[2] XXX，XXXX. 金属材料力学性能测试与分析[M]. 北京，机械工业出版社，XXXX.以上为本次低碳钢拉伸试验的报告内容，如有疑问或补充意见，欢迎随时与我们联系。
低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告
实验目的：
本次试验的主要目的是对低碳钢进行拉伸试验，获取其材料的力学性能参数。
实验原理：
拉伸试验是指将试样拉伸至破断前的最大应变极限，该极限也被称为拉伸极限。
而拉伸试验中又包括许多概念，例如屈服点、弹性模量和抗拉强度等。
材料的抗拉强度是指在试样破坏前所承受的最大拉力。
而材料的屈服点则是指在试样发生可逆形变时所需的拉应力。
实验步骤：
1. 准备试样。
根据试验标准要求，从低碳钢板中，制作出符合标准要求的试样。
2. 安装试样。
将制作好的试样，放置在拉伸试验设备上。
3. 进行拉伸实验。
根据试验标准要求，施加拉伸荷载，开始进
行拉伸实验。
同时可以对实验数据进行实时监测。
4. 记录实验数据。
在试验过程中，需要记录拉伸过程中产生的
数据，包括荷载、变形量等。
5. 清理试验现场。
试验结束后，需要对试验设备和试样进行清理，以确保下一次使用能够正常进行。
实验结果：
本次拉伸试验中，低碳钢试样的屈服点为350MPa，抗拉强度
为500MPa。
同时，试样破坏时的最大应变为0.25。
结论：
根据本次试验结果，可以判定低碳钢的力学性能符合标准要求。
同时，可以通过试验数据清晰地了解试样发生破坏时的各个参数，这对于钢材生产及相关领域的研究有着重要的指导意义。
低碳钢的拉伸实验
低碳钢的拉伸实验低碳钢是一种常见的金属材料，具有良好的塑性和韧性，通常用于建筑、制造工具和机械零件等领域。
在低碳钢的拉伸实验中，我们可以观察到其力学性质的变化，进一步了解这种材料的性能。
一、实验目的通过低碳钢的拉伸实验，我们能够了解低碳钢的力学性质，包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度和延伸率等指标。
这些指标对于低碳钢的应用和优化具有重要意义。
二、实验设备和方法实验设备包括万能材料试验机、游标卡尺和试样制备工具。
试样采用直径为10mm的圆形截面，长度为150mm的低碳钢棒。
实验过程中，我们将试样固定在试验机上，设置加载速度为0.5mm/min，并记录实验数据。
三、实验过程1.加载阶段：当加载力达到一定值时，低碳钢试样发生弹性变形，此时卸载后变形消失，弹性模量测得。
2.屈服阶段：随着加载力的增加，试样发生塑性变形。
当加载力达到最大值时，试样发生屈服，此时屈服强度测得。
屈服阶段是材料发生塑性变形的起始阶段，对于低碳钢的塑性加工和成形具有重要意义。
3.抗拉强度阶段：在屈服阶段之后，加载力继续增加，试样被拉长。
当试样断裂时，抗拉强度测得。
抗拉强度是材料在拉伸载荷下的极限承载能力，对于构件的承载能力分析具有重要意义。
4.延伸率阶段：在试样断裂后，我们可以通过测量原始标距和断后标距来计算延伸率。
延伸率反映了材料在拉伸过程中的塑性变形能力。
四、实验结果及分析通过实验数据，我们可以得到低碳钢的弹性模量、屈服强度、抗拉强度和延伸率等指标。
这些指标可以用于评估低碳钢的性能和应用范围。
例如，低碳钢的弹性模量决定了其在外力作用下的变形量，而屈服强度和抗拉强度则反映了其承载能力。
延伸率则反映了材料在塑性变形过程中的能力。
通过对比不同牌号的低碳钢的实验数据，我们可以发现不同牌号的低碳钢在力学性质上存在差异。
这些差异主要来源于材料的化学成分、微观结构和加工处理等因素。
因此，在选择低碳钢材料时，需要根据应用需求考虑其力学性能指标。
实验一 低碳钢拉伸试验
低碳钢拉伸试验姓名：班级：日期：指导老师：一、试验目的1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能。
2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。
二、试验要求按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成实验测量工作。
三、试验材料与试样本次试验的三个试样分别为经过退火、正火和淬火三种不同热处理的低碳钢试样。
退火是指将金属或合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。
其组织晶粒细小均匀，碳化物呈颗粒状，分布均匀。
正火是指将钢件加热到上临界点(AC3或Acm)以上30—50℃或更高的温度，保温达到完全奥氏体化后，在空气中冷却的热处理工艺。
其组织可能是珠光体、贝氏体、马氏体或它们的混合组织，它的晶粒和碳化物细小（比退火的晶粒更细小），分布均匀。
退火可消除过共析钢的网状二次碳化物。
淬火是指将钢件加热到奥氏体化温度并保持一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、下贝氏体的热处理工艺。
其组织可能为片状马氏体、板状马氏体、片状下贝氏体或它们的混合组织。
其组织是细小的马氏体及少量残余奥氏体，不存在先共析铁素体。
试样要进行机加工。
平行长度和夹持头部之间应以过渡弧连接，试样头部形状应适合于试验机夹头的夹持。
夹持端和平行长度之间的过渡弧的半径应为：≥0.75d即7.5mm。
本次试验采用的试样编号为R4，直径是10 mm,原始标距为50mm，平行长度Le≥55mm。
试样的精度要求包括①直径的尺寸公差为±0.07mm②形状公差即沿试样的平行长度的最大直径与最小直径之差不应超过0.04mm。
四、实验测量工具、仪器与设备根据国标要求，对于比例试样，应将原始标距的计算值修月之最接近5mm 的倍数，中间数值向较大一方修约，原始标距的标记应准确到±1%，即±0.5mm。
测量原始直径的分辨率不大于0.05mm。
低碳钢拉伸试验
谢谢
五 计算
六、实验记录
七、注意事项
1．试验前，务必明确这次试验的目的，测定内容和要求，熟悉操作步骤及有 关的注意事项，如有不清楚的地方，要进行研究。讨论或询问指导教师。对 与本次实验无关的仪器设备，不得随意乱动。 2．试验时，必须严格遵守试验机和所用仪器的操作规程。 3．试验中，如听到异声或发生故障，应立即停机，待排除故障后，再继续 加载。 4．试件安装要正确，防止偏斜或夹入部分过短。 5．实验结束后，应清理试验设备，整理好所用的仪器及工具。
低碳钢拉伸试验
组员 实验目的
1 测定低碳钢的上屈服强度Reh,下屈服强度Rel,抗拉强度Rm，断后伸长率A， 断面收缩率Z 2 观察低碳钢在拉伸过程中所出现的屈服、强化和缩颈现象，分析力与变形 之间的关系，并绘制拉伸图。 3 学习、掌握万能试验机的使用方法及其工作原理
四 实验仪器和试验器材
100KN液压万能试验机
游标卡尺
低碳钢
三、试验四个阶段
（1）弹性阶段OA：这一阶段试样的变形完全是弹性的，全部写出荷 载后，试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。 （2）屈服阶段AS’：试样的伸长量急剧地增加，而万能试验机上的 荷载读数却在很小范围内（图中锯齿状线SS’）波动。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。 若试样经过抛光，则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹， 称为滑移线。 （3）强化阶段S’B 试样经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于 材料在塑性变形过程中不断强化，故试样中抗力不断增长。 （4）颈缩阶段和断裂BK 试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐 降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩，出现“颈 缩”的现象，一直到试样被拉断。
低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告
一、实验目的：
通过低碳钢拉伸试验，研究低碳钢的力学性能，了解其拉伸性能和断裂特点。
二、实验原理：
拉伸试验是评价金属材料力学性能的重要方法之一、拉伸试验主要通过在试样两端施加拉力，使试样发生变形并最终断裂，通过测量应力-应变曲线和力学性能参数来评估材料的力学性能。
三、实验仪器和试样：
实验使用的仪器设备包括拉伸试验机、测量器具等。
试验使用的试样采用低碳钢制成，试样形状为标准拉伸试样。
四、实验步骤：
1.调整拉伸试验机，确定合适的试验条件。
2.准备试样，确保试样表面光洁无划痕，并尺寸符合标准要求。
3.将试样夹持在拉伸试验机夹具上，确保试样与夹具之间有充分的接触。
4.开始进行拉伸试验，逐渐增加加载力，同时记录加载力和试样伸长量的变化。
5.当试样断裂后，停止加载，并记录断裂点位置。
五、实验结果与分析：
根据实验记录的加载力和试样伸长量数据，绘制应力-应变曲线。
根据应力-应变曲线，可以计算出许多力学性能参数，如屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等。
六、实验讨论：
根据实验结果和应力-应变曲线，分析低碳钢的力学性能，并与理论值进行比较。
讨论低碳钢的断裂特点和断裂位置。
七、实验结论：
根据实验结果和分析，得出低碳钢的力学性能参数和断裂特点。
总结实验的主要结果，并对实验结果进行讨论。
八、实验小结：
总结了实验的主要过程和结果，并对实验中可能存在的问题和改进措施进行分析和总结。
以上为低碳钢拉伸试验报告的基本内容要求，具体的内容和格式可以根据实验要求进行调整和完善。
低碳钢拉伸实验报告总结
低碳钢拉伸实验报告总结一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、实验结果及分析五、结论一、实验目的本次低碳钢拉伸实验的主要目的是通过对钢材进行拉伸试验，了解其力学性能，并掌握常用力学参数的计算方法。
同时，通过对不同材料在拉伸过程中的变化规律进行分析，为工程设计提供参考依据。
二、实验原理1.拉伸试验原理拉伸试验是一种最基本的材料力学试验方法之一，它通过在材料上施加正向拉力来测定其抗拉性能。
在该试验中，将标准试样放置在专用设备上，并施加恒定速度的力来使其发生塑性变形。
当样品达到最大载荷时，会发生断裂现象，此时可以测量出材料的各项力学参数。
2.低碳钢性能特点低碳钢是一种高强度、高韧性和耐腐蚀性能较好的钢种。
它通常含有0.05%至0.25%不等的碳元素，并且具有良好的可焊性和成形性。
由于其强度较高，因此在各种工业领域中得到了广泛应用。
3.计算力学参数在拉伸试验中，可以通过测量样品的变形和载荷来计算出一系列力学参数。
其中包括：(1)屈服强度：材料在开始发生塑性变形时所承受的最大应力值。
(2)抗拉强度：材料在断裂前所承受的最大应力值。
(3)断裂伸长率：材料断裂前的延展程度。
(4)断面收缩率：材料断裂后截面积缩小的比例。
三、实验步骤1.准备工作首先，需要准备好低碳钢标准试样，并对其进行清洗和润滑处理。
然后，将试样放置于拉伸试验机上，并根据实验要求调整设备参数。
2.进行拉伸试验在进行拉伸试验时，需要控制设备施加的力和速度，并记录下每个时间点的载荷和变形数据。
当达到最大载荷时，将停止施加力并记录下相应数据。
3.计算结果根据实验数据，可以计算出低碳钢的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率和断面收缩率等力学参数。
四、实验结果及分析在本次实验中，我们使用了一块低碳钢标准试样进行了拉伸试验。
根据实验数据，我们计算出了该材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率和断面收缩率等力学参数。
具体测量结果如下：屈服强度：220MPa抗拉强度：420MPa断裂伸长率：25%断面收缩率：50%从上述数据可以看出，该低碳钢材料具有较高的屈服强度和抗拉强度，并且在断裂前具有较好的延展性能。
低碳钢的拉伸过程试验
低碳钢的拉伸过程试验低碳钢是一种常见的金属材料，具有良好的机械性能和加工性能，广泛应用于工程领域。
在工程实践中，了解低碳钢的力学性能对于设计和选材具有重要意义。
拉伸试验是一种常用的材料力学性能测试方法，通过对低碳钢进行拉伸试验可以获得其材料性能参数，如屈服强度、抗拉强度、延伸率等数据，为工程设计提供重要参考依据。
拉伸试验的原理是在试样上施加一个逐渐增大的拉伸载荷，使其逐渐拉伸，直至引起材料破坏。
通过测量载荷和试样的伸长值，可以确定材料的应力-应变关系曲线，从而获得材料的力学性能参数。
首先，在进行低碳钢的拉伸试验前，需要制备试样。
通常采用标准试样，根据ISO标准规定，试样的尺寸和形状应符合要求。
然后将试样安装在拉伸试验机上，施加一个逐渐增大的拉伸载荷，并记录载荷-位移曲线，通过曲线分析可以得到力学性能参数。
在拉伸试验过程中，低碳钢试样会经历不同的阶段。
首先是弹性阶段，即试样在加载时的初始阶段，此时试样会遵循胡克定律，应变与应力成线性关系；接着是屈服阶段，当试样受到一定应力后会出现应力不再随应变增加而增加的现象，这个阶段被称为屈服点，此时试样开始发生塑性变形；最后是断裂阶段，当试样继续受到应力增加时，会达到最大应力点，试样最终发生破坏。
分析低碳钢的拉伸试验数据可以获得以下重要参数：1.屈服强度（σy）：即试样开始发生可观塑性变形时所承受的最大应力，通常是在应力-应变曲线中的屈服点确定。
2.抗拉强度（σu）：即试样发生破坏时承受的最大应力，通常是在应力-应变曲线中的最大应力点确定。
3.延伸率（δ）：即试样断裂前的伸长量与原始试样标距之比，是衡量材料延展性能的重要参数。
4.断面收缩率（ψ）：即试样断裂后两截断面面积的减小量与原始截面积之比，是衡量材料断面形变情况的重要参数。
通过以上参数的得到，可以更充分的评估低碳钢的机械性能，进而指导工程设计和应用。
同时，在试验中能够根据所获数据对试验结果展开深入的分析，加深对低碳钢的认识，促进材料的研究和应用。
低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告一、实验目的通过拉伸试验研究低碳钢的力学性能，包括屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率等指标。
二、实验原理拉伸试验是一种对金属材料进行力学性能研究的常用方法。
在拉伸试验中，试样在一定的应力下拉伸，直至断裂，通过测量施加的力和变形量，可以获得相关的力学性能参数。
三、实验步骤1.准备试样：根据标准要求，制备符合尺寸和形状要求的低碳钢试样。
2.安装试样：将试样夹紧在拉伸试验机上，确保试样夹持牢固。
3.调整试验参数：根据试样材料规格和试验要求，设置试验机的拉伸速度、力量测量精度等参数。
4.开始试验：启动试验机，使试样受到拉伸载荷，并记录下拉伸过程中施加的力和变形量。
5.记录数据：实时记录试验过程中的力和变形数据，并制作拉伸曲线。
6.分析结果：根据记录的数据和曲线，分析得出试样的力学性能参数。
四、实验数据及结果在本次实验中，我们采用了X型试样进行了低碳钢的拉伸试验。
通过分析试验过程中记录的数据，得出了以下结果：1.屈服强度：根据拉伸曲线，可以观察到曲线上的屈服点。
根据试验机无线卡尔程序自动计算出的数据结果，本试样的屈服强度为XXXMPa。
2.抗拉强度：在试验过程中，观察到试样的拉伸曲线逐渐上升，并在断裂之前形成峰值。
该峰值即为试样的抗拉强度，我们测得本试样的抗拉强度为XXXMPa。
3.断裂延伸率：在试验过程中，观察到试样拉伸到断裂时的变形量。
根据试验机自动计算出的数据结果，本试样的断裂延伸率为XXX%。
五、结果讨论通过本次拉伸试验，我们确定了低碳钢的屈服强度、抗拉强度、断裂延伸率等力学性能参数。
根据这些参数，可以评估低碳钢的适用范围和性能。
六、结论根据本次拉伸试验的结果，得出了低碳钢的力学性能参数。
通过分析这些参数，可以对该材料的性能进行判断和评估。
七、实验总结本次拉伸试验为研究低碳钢的力学性能提供了重要数据和结果。
通过实验的过程和结果分析，深入了解了低碳钢的力学性能及其在工程应用中的适用性，具有一定的参考价值。
低碳钢拉伸试验
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。
拉伸实验
实验一、拉伸实验一、实验目的1.测定低碳钢的机械性质：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ及断面收缩率Ψ；2.测定铸铁的机械性质：强度极限σb。
二、试件按GB228—76规定，本实验试件采用圆棒长试件。
取d0=10,L=100,如图所示：三、实验设备及仪器1、液压式万能材料实验机；2、游标卡尺；3、划线机(铸铁试件不能使用)。
一、低碳钢的拉伸实验实验原理及方法1.屈服极限σs的测定P—ΔL曲线实验时，在向试件连续均匀地加载过程中。
当测力的指针出现摆动，自动绘图仪绘出的P—ΔL 曲线有锯齿台阶时，说明材料屈服。
记录指针摆动时的最小值为屈服载荷P s,屈服极限σs计算公式为σs=P s/A02、屈服极限σs的测定实验时，试件承受的最大拉力Pb所对应的应力即为强度极限。
试件断裂后指针所指示的载荷读数就是最大载荷Pb，强度极限σb 计算公式为：σb=P b/A03、延伸率δ和断面收缩率Ψ的测定计算公式分别为：δ=(L1-L)/L x 100%Ψ=(A0-A1)/A0 x 100%L:标距（本实验L=100）L1:拉断后的试件标距。
将断口密合在一起，用卡尺直接量出。
A0:试件原横截面积。
A1:断裂后颈缩处的横截面积，用卡尺直接量出。
（三）实验步骤1.试件准备：量出试件直径d0,用划线机划出标距L和量出L;2.按液压万能实验机操作规程1——8条进行；3.加载实验，加载至试件断裂，记录Ps 和Pb ，并观察屈服现象和颈缩现象；4.按操作规程10——14进行；5.将断裂的试件对接在一起，用卡尺测量d1和L1 ，并记录。
二、铸铁的拉伸实验实验原理及方法1、强度极限σb的测定铸铁没有屈服阶段，其断裂时的载荷读数对应的应力就是强度极限，其计算公式为：σb=Pb/A02、铸铁拉伸实验步骤(1)试件准备：量出试件的直径d0;(2)按操作规程进行，记录Pb.实验二、压缩实验一、实验目的1、测定铸铁的抗压强度极限σb，低碳钢压缩时的屈服极限σs。
低碳钢拉伸实验
σ
d0 O
ε
(a)
低碳钢
(b)
图 2－5
四、实验原理 1．低碳钢压缩实验 低碳钢在压缩时的 曲线如图 2－5(b)所示，图中还用虚线绘出了低碳钢 在拉伸时的 曲线，从这两条曲线可以看出，在屈服阶段以前，它们基本上 是重合的，这说明低碳钢在压缩时的弹性模量 E 和屈服极限 s 与拉伸时大致相同， 但在超过屈服极限以后，因低碳钢试件的轴向长度 h 0 不断缩短，受压面积越来越 大，直到被压成鼓形而不产生断裂，如图 2－6(a)所示。如果载荷
为计算直径 d 0 ，再算出试件的初始横截面面积 A 0 ，无需在试件上刻线。
2．试验机准备 根据试件极限载荷的大小，选择合适的测力量程，并配置相应的摆锤。对于
铸铁拉伸试验，通常选择 0～60KN 的量程。调整测力指针，对准零点。 3．安装试件 4．进行试验 开动试验机，慢速加载，直至试件断裂为止，记下极限载荷 Pb ，停车，取
2．试验机准备 根据试件极限载荷的大小，选择合适的测力量程，并配置相应的摆锤。对于 低碳钢和铸铁的压缩试验，通常选择 0～300KN 的量程。调整测力指针，对准零 点。 3．放置试件 把压缩试件放置于试验机的两个承压垫板之间，并对准轴线。 4．进行试验
开动试验机，慢速加载。对于低碳钢，先记录试件的屈服载荷 Ps ，然后加 载至大约 200KN 时卸载；对于铸铁，则加载至试件断裂后卸载，记录极限载荷 Pb ， 停车，取下试件。
截面中最小处的平均值作为计算直径 d 0 ，再算出试件的初始横截面面积 A 0 。
2．试验机准备 （1）根据试件极限载荷的大小，选择合适的测力量程，并配置相应的摆锤。 对于低碳钢拉伸试验，通常选择 0 60KN 的量程。
（2）调整测力指针，对准零点。 （3）在自动绘图器上安装绘图纸与笔。 3．安装试件及引伸仪 首先安装试件，并使之刚好拉紧（如测力盘指示 0.2KN），再安装球铰引伸 仪。引伸仪装好后要调整指针使之位于刻度零点。 4．开动试验机 预加小量载荷（如加至 2KN），以检查试验机工作是否正常，引伸仪上百分 表指针是否转动，确认正常后卸载接近零点。 5．进行试验 （1）慢速加载，初载荷为 6KN，缓慢而均匀地使试件产生变形，注意测力 指针的转动，自动绘图的情况和相应的试验现象。 （2）从初载荷开始，每 2KN 记录一次引伸仪中千分表的读数，并估算引伸 仪先后两次读数差，以判断试验是否正常。 （3）卸下引伸仪。 （4）继续加载，观察屈服时的载荷。当测力指针倒退时，说明材料发生屈 服，读出屈服载荷 Ps。 （5）过屈服阶段后，可用较快的速度加载，注意观察试件出现颈缩部位， 直至将试件拉断，记下极限载荷 Pb ，停车，取下试件。 6．测量 （1）为了计算延伸率 ，需按实验原理第 3 点介绍的方法测量拉断后试件 标距范围内的长度 l1 。 （2）为了计算试件的截面收缩率 ，将断裂试件的两端尽量对紧，用游标 卡尺测量断口颈缩处最小直径 d1 。为保证精确度，需在两个互相垂直的两个方向 各测量一次，并取平均值计算出试件断口处的截面最小面积 A1 。 7．清理仪器设备，结束实验。 8．整理数据，完成实验报告。
低碳钢拉伸实验
注意观察测力指针的转动，自动绘图的情况
标距 l 的伸长 l 随之渐增 ＷＥ－１０Ａ万能材料试验机共有１００ＫＮ、５０ＫＮ、２０ＫN三个读盘。
试验条件
要反映同试件几何尺寸无关的特性
Fl 得 〈将 F 除以 A〉 = 名义应力
对于低碳钢
曲线（拉伸图）
为使材料的性能同几何尺寸无关： 〈将 F 除以 A〉 = 名义应力
7.进行试验： 控制试验机进油阀，用适当的速度对试样加力。 注意观察测力指针的转动，自动绘图的情况
和相应的实验现象。 读取屈服荷载ＦＳ和极限荷载Ｆb。
5d
试验仪器：万能材料试验机；
l 根据附录Ⅱ查得低碳钢（Ｑ２３５Ａ级）的强度极限为３７５-４６０ＭＰ
拉伸时先将试样安装在试验机的上夹头内，此时下夹头不得夹住试样，再开动下夹头升降电动机，调整下夹头位置，把试样夹紧。
10 d 5、延伸率和截面收缩率
曲线
试验方法 —— 拉力 F 从 0 渐增 为使材料的性能同几何尺寸无关：
值越大，塑性越强 对于低碳钢
5% 塑性 5%脆性
2 03% 0
6080%
拉伸实验步骤：
1.测定试样直径： 拉伸时取试样三个截面（两端及中间），在相 互垂直两个方向各测量一次直径，取其算术平 均值表示该处直径，取三次算术平均值中的最 小值作为试样计算直径。
2.将试样放在金属拉伸试样标距仪上打标记每１ ０mm打一个标记，共打１１个标记。
４．装好绘图仪： 选择合适的绘图比例，将记录笔装在笔架上，记
录纸卷于卷纸筒上。
5.指针调零：
①先开动油泵电动机，打开送油阀，将活 动平台上升起少许，然后关闭油阀。
②转动摆杆上的平衡铊，使摆杆保持铅垂 位置。
4-1 低碳钢的拉伸试验
4－1低碳钢的拉伸试验
材料的机械性质（或力学性质）是指材料从开始受力直至破坏的全过程中所呈现的受力和变形间的各种特征，它们是材料固有的属性，可以通过试验进行测定。
变形体力学的三大基本关系中的物理关系就是这样得到的。
常温（室温）、静荷下的拉伸试验是最基本的一种，静荷是指加载速度平稳、载荷缓慢逐渐增减。
低碳钢（如A 3钢）是工程上使用较广的材料，同时它在拉伸试验中所表现出的机械性质具有典型性，因此我们就以低碳钢材料为例研究其拉伸时的机械性质。
低碳钢拉伸时的机械性质,分四个阶段:
(1) 弹性阶段
(2) 屈服阶段
（3）强化阶段
（4）颈缩断裂阶段
伸长率和收缩率
试件断裂后，残余的塑性变形可以由断裂后的标距长度l 1减去原长l 得到。
残余伸长量（l 1－l ）与原长度l 之比定义为残余伸长率，简称伸长率（specific elongation ），或称为延伸率。
记为 1
100%l l l
δ−=× 伸长率δ是衡量材料塑性性能的一个重要指标。
低碳钢的伸长率为20～30％。
另一个衡量材料塑性性能的指标是截面收缩率，定义为 1100%A A A
ψ−=× 其中A 是原截面面积，A 1是试件拉断后，颈缩处最小截面面积。
低碳钢的截面收缩率约为60％。
工程上根据材料塑性变形的能力，将材料分为延性材料，或称为塑性材料（ductile material ），和脆性材料（brittle material ）。
通常将δ>5％的材料称为延性材料，如钢、铜、铝等；δ<5％称为脆性材料，如铸铁、石料、混凝土等。
低碳钢拉伸
实验二 低碳钢的拉伸试验一、实验目的 1） 测定低碳钢的屈服强度s σ，抗拉强度b σ。
断后伸长率δ和断面收缩率ψ 2）观察低碳钢在拉伸过程中所出现的屈服、强化和缩颈现象，分析力与变形之间的关系，并绘制拉伸图。
3）学习、掌握万能试验机的使用方法及其工作原理。
二、实验设备（1） 试件：按《国标GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法》中的规定准备20#钢的圆形长比例拉伸试件，如图2－1所示。
图2-1 圆形拉伸试件图中L 0为标距长度，用于测量拉伸变形，单位为mm 。
（2）万能试验机：采用夹板式夹头，如图2-2。
夹头有螺纹，形状如2-3所示。
试件被夹持部分相应也有螺纹。
试验时，利用试验机的自动绘图器绘制低碳钢的拉伸图。
图2-2 夹板式夹头图 2-3用于圆形截面试件的夹头（3）游标卡尺。
三、实验原理（1）低碳钢拉伸的实验原理：低碳钢的拉伸图全面而具体的反映了整个变形过程。
观察自动绘图机绘出的拉伸图应如图2-4所示。
在试验之初，绘出的拉伸图是一段曲线，如图中虚线所示，这是因为试件开图2-4 低碳钢拉伸图始变形之前机器的机件之间和试件与夹具之间留有空隙，所以当试验刚刚开始时，在拉伸图上首先产生虚线所示的线段，继而逐步夹紧，最后只留下试件的变形。
为了消除在拉伸图起点处发生的曲线段。
须将图形的直线段延长至横坐标所得相交点O，即为拉伸图之原点。
随着载荷的增加，图形沿倾斜的直线上升，到达A点及B 点。
过B点后，低碳钢进入屈服阶段（锯齿形的BC段），B点为上屈服点，即屈服阶段中力首次下降前的最大载荷，用Psu来表示。
对有明显屈服现象的金属材料，一般只需测试下屈服点，即应测定屈服阶段中不计初始瞬时效应时的最小载荷，用Psl 来表示。
下屈服点的测定，并不是一件容易的事。
因为在屈服阶段中，当指针无规则上、下波动时，要准确捕捉屈服载荷的读数确实有一定的难度。
对试件连续加载直至拉断，由测力度盘或拉伸图上读出最大载荷Pb。
低碳钢拉伸试验报告
3、进行实验。缓慢均匀加载，直到拉断，关闭试验机记录最大载荷。
五、结束实验
请教师检查实验记录，将实验设备和工具复原，清理实验现场。最后整理数据，完成实验报告。
六、注意事项
1、加载要缓慢均匀。加油不宜过大。
２、最大载荷不得超过测力度盘的80%。
实验一拉伸实验报告
专业班级姓名日期评分
(1)弹性阶段（ob段）
在拉伸的初始阶段，曲线（oa段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。线性段的最高点称为材料的比例极限（?p），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。
线性阶段后，曲线不为直线（ab段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（??），一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。
（点击图标看大图片或视频）
万能试验机低碳钢和铸铁拉伸视频
低碳钢和铸铁
游标卡尺低碳钢拉断
三、实验原理
（一）低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定。
实验时，试验机可自动绘出低碳钢和铸铁的拉伸图。
从图中可以看出低碳钢拉伸过程中材料经历的四个阶段：
1、正比例阶段，拉伸图是一条直线。
2、屈服阶段，拉伸图成锯齿状。读数盘上原来匀速转动的指针来回摆动，记录这时候的荷载即为屈服荷载PS。进而可以计算出屈服极限。
?37.22%，修约后A=37.0%
50.069.27?50.0
?38.54%，修约后A=38.5%
5Байду номын сангаас.0
3号试样由于断口处离试样一端太近，其塑性变形范围已经超过标距线，因而无法得到其断后伸长率。(2)断面收缩率Z
低碳钢拉伸试验
低碳钢拉伸试验
低碳钢拉伸试验是一种常见的材料力学试验方法，用于评估低碳（含碳量较低）钢材的力学性能。
该试验可以通过加载样品并测量在拉伸过程中的应力和应变变化来确定材料的拉伸强度、屈服强度、延伸率等材料性能。
低碳钢拉伸试验一般遵循以下步骤：
1. 样品准备：将低碳钢材料切割成标准尺寸的试样，通常是矩形形状，并确保试样表面的光洁度。
2. 安装试样：将试样夹持在拉伸试验机上，确保试样的轴线与试验机加载方向一致。
3. 设定试验条件：根据材料规范要求，设定试验机的加载速度、试验温度等试验条件。
4. 开始试验：启动试验机，逐渐加载试样，记录加载过程中的应力和应变数据。
5. 测试数据分析：根据试验中记录的应力和应变数据，绘制应力-应变曲线。
通过曲线的特征点，如屈服点、断裂点等，计算材料的拉伸强度、屈服强度、延伸率等力学性能指标。
低碳钢拉伸试验是评估材料强度和延展性的重要方法，能够为材料选择、设计和工程应用提供重要参考。
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头部
（1）拉伸试验过程
σ
D
上屈服点
OB—弹性阶段
C上
B
C
A C下 下屈服点
BC—屈服阶段
E
CD —强化阶段
DE—颈缩阶段
0
Fε
以下屈服点的应力作
为钢材的屈服强度。
钢材拉伸过程的σ-ε图
σ
σB
σp
B A
弹性阶段
σp—比例极限，MPa。 σB—弹性极限，MPa。
0 ba
0.2%
? 条件屈服点σ0.2 ：使硬钢
ε
产生0.2%塑性变形时的
应力。见左图。
oa——总变形。 ba——弹性变形99.8%。 ob——塑性变形0.2%。
二、冲击韧性
?定义及指标
?指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大小用 冲击韧性值αk表示。αk 越大，则冲击韧性越好。
?αk是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功 （J/cm2）。
§3 建筑钢材的钢种及牌号
一、碳素结构钢（非合金钢）
1.牌号表示法
?由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、 脱氧方法符号等四个部分按顺序组成；
?如：Q23AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾 钢。
2.牌号
?共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。
3.技术要求
2.时效
?钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、 冲击韧性降低的现象称为时效。
?时效分为自然时效和人工时效两种。
? 自然时效是将其冷加工后，在常温下放置15～20d； ? 人工时效是将冷加工后的钢材加热至100～200℃保持2h以
上。
?经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度及 硬度都将提高，而塑性和韧性降低。
通过冷弯试验，更有助于暴露钢材的某些内在缺陷， 它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物 等缺陷。
三、工艺性能
2.可焊性
可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其 附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头 强度是否与母体相近的性能。 ?可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫 量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳 量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 ?焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇 静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后 的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处 理等措施。
?影响因素
?硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂物， 焊接形成裂纹，温度降低等，均会降低冲击韧性。
?对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材，必须考 虑冲击韧性。
三、工艺性能
1.冷弯性能 钢筋 -弯曲试验 .flv
指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度（直径）a的比 值d/a；弯曲角度（90°或180°）；试样弯曲外表面无肉眼可 见裂纹则冷弯合格。
合金钢
中合金钢
5%～10％
4.按用途分
高合金钢
＞10％
分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如 不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。
§2 建筑钢材的主要性能
一、拉伸性能钢筋-拉伸试验1.flv
1.低碳钢的拉伸性能
? 标准试件
按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。
工作段 d0 A0
l0
头部
l
? 非标准试件
四、钢材的冷加工强化和时效
1.冷加工强化
? 冷加工强化是钢材在常温下， 以超过其屈服点但不超过抗 拉强度的应力对其进行的加 工。
? 建筑钢材常用的冷加工有冷 拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。
? 对钢材进行冷加工的目的， 主要是利用时效提高强度， 利用塑性节约钢材，同时也 达到调直和除锈的目的。
四、钢材的冷加工强化和时效
（2）拉伸过程的参数
?强度指标
?屈服强度：
?抗拉强度：
?s
?
Fs A0
?b
?
Fb A0
?塑性指标
?伸长率：
? ? l1 ? l0 ? 100%
l0
2.硬钢（高碳钢）的拉伸性能
σ A
? 硬钢强度高，塑性差，拉 伸过程无明显屈服阶段， 无法直接测定屈服强度。 用条件屈服强度σ0.2来代 替屈服强度。
白口铁 熔融 液态生铁
脱氧
钢
吹入空气或氧气 浇注成钢锭
?按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为：
1. 空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。 2 .氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢。 3 .平炉炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特
殊要求的专用钢。 4.电炉炼钢法
四、钢的分类
1.按冶炼方法分
按冶炼方法分
?化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。
一、碳素结构钢（非合金钢）
4.应用
?Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧性、加 工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制 造铆钉、地脚螺栓等。
?Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接 等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条 或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、 槽钢等：由于 A、B两点相距较
近，一般认为 σp=σB 。
钢材拉伸弹性阶段示意图
σ
屈服阶段
C上
B
C
A C下
放大后
C上
C B C下
0
ε
钢材拉伸屈服阶段示意图
σ
σb
C上
B
C
A C下
0
D
强化阶段
σb—— 抗拉强度或 强度极限。
ε
钢材拉伸强化阶段示意图
σ
D
C上
B
C
A C下
DE——颈缩阶 段
E
0
ε
钢材拉伸颈缩阶段示意图
任务四 建筑钢材
§1 概 述
上海宝钢
一、钢及其特性
?钢
?理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少的铁 碳合金称为钢。
?含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%，称为 工业纯铁。
?钢的特点
?具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺性能 良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。
二、建筑钢材的主要品种
1.型钢
?简单截面型钢：圆钢、方 钢、六角钢、八角钢等；
?复杂截面型钢：工字钢、 角钢、槽钢、钢轨等。
二、建筑钢材的主要品种
2.线材 如钢筋、钢丝等。
二、建筑钢材的主要品种
3.管材
无缝钢管、焊接 钢管等。
二、建筑钢材的主要品种
4.板材
光面钢板、花纹钢板、 彩色涂层钢板等。
压型彩钢板
三、 钢的冶炼方法简介
钢
平炉钢 转炉钢 电炉钢
沸腾钢
按炉衬材料分 为酸性钢和碱
性钢
按脱氧程度分
半镇静钢 镇静钢
2.按质量分
特殊镇静钢
按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特 殊质量钢。
四、钢的分类
3.按化学成分分
低碳钢
C＜0.25%
碳素钢
中碳钢
C=0.25%～0.60％
高碳钢
C＞0.60％
钢
低合金钢
合金总含量＜5%