低碳钢与铸铁的拉伸、压缩和扭转实验
工程力学实验低碳钢和铸铁的拉压实验_4
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铸铁的拉伸实验
F · 铸铁拉伸时没有屈服阶段，拉
伸曲线微微弯曲，在变形很小
的情况下即断裂，断口为平端 Fb
口。因此对铸铁只能测得其抗 拉强度，即
· 铸铁的抗拉强度远低于低碳 钢的抗拉强度
0
△L
图1-4铸铁拉伸
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· 2. 开机
打开电源开关；启动计算机进入Windos操作系统；点击试验机控制软件，进入 试验机操作界面；按复位按扭使控制系统上电。
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· 3. 系统参数设置 点击“模式设置”选项，选择试验模式--拉伸实验。
· 4. 试验基本参数设置 点击“操作”按扭，进入“试验基本参数”界面，选择变形测
定在1～3的范围内。本次实验采用φ10×15的圆柱形试样。
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四、实验原理
· 试验时对试样缓慢加载，试验机自动绘出压缩图
（即试验力F—位移ΔL曲线）。低碳钢试样压缩图
如图1-5b所示。试样开始变形时，服从胡克定律， 呈直线上升，此后变形增长很快，材料屈服。此 时载荷暂时保持恒定或稍有减小，这暂时的恒定 值或减小的最小值即为压缩屈服载荷FSC。有时 屈服阶段出现多个波峰波谷，则取第一个波谷之后 的最低载荷为压缩屈服载荷FSC。此后图形呈曲线 上升，随着塑性变形的增长，试样横截面相应增 大，增大了的截面又能承受更大的载荷。试样愈 压愈扁，甚至可以压成薄饼形状（如图1-5a所示） 而不破裂，因此测不出抗压强度。
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低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验
低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验一、试验目的1.测定低碳钢在拉伸时的下屈服强度人.、抗拉强度《、断后伸长率4和断面收缩率观看低碳钢在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、缩颈及断裂），并绘制拉伸图（F一ΔL曲线）。
2.测定铸铁的抗拉强度兄。
3.测定铸铁的抗压强度，观看低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比较。
二、试验设施与试样材料试验机，试样分划机或冲点机，游标卡尺，低碳钢和铸铁的拉伸试样，压缩试样。
三、试验步骤1.低碳钢拉伸试验（1）试样预备为便于观看试样标距范围内伸长沿轴向的分布状况和测量拉断后的标距人，在试样平行长度内涂上快干着色涂料，然后用特地的划线机，在标距屋范围内每隔10mm （对长试样）或每隔5mm （对短试样）刻划一根圆周线，或用冲点机冲点标记，将标距L fl分成10格。
因直径d 0沿试样长度不匀称，故用游标卡尺在标距的两端及中间三个横截面I、II、ΠI处，在相互垂直的两个直径方向上各测量一次，记入表1-1,算出各自的平均直径，取其中最小的一个作为原始直径d Q ,计算试样的最小原始横截面面积S 1, , S fl取三位有效数字。
（2）试验机预备依据低碳钢的抗拉强度尼和试样原始横截面面积5。
，由公式尼兀估算拉断试样所需的最大力晨°依据估算的心的大小，选择试验机合适的量程。
试验机调“零工（3）安装试样将试件的一段夹持在固定夹头内，移动可动夹头至适当位置，牢靠地夹好试件的另一端。
（4）检查及试机请老师检查以上步骤完成状况，获得认可后在比例极限内施力至10kN,然后卸力至接近零点，以检查试验机工作是否正常。
（5）施力测读启动试验机加载部分，缓慢匀称地施力。
留意观看试件的拉伸图，参照图5-8所示的几种屈服图形，确定下屈服力记入表・2。
过了屈服阶段后，可用较快的速度施力，直至试样断裂为止。
读出最大力片，记入表Cl-2o(6)取下试样，试验机复位。
(7)依据断口位置采纳直接法或移位法测量拉断后的标距人，并在缩颈最小处两个相互垂直的方向上测量其直径，取其平均值为4,，计算缩颈处最小横截面面积黑，将有关数据填入表l-30需要指出的是，在测量4和Z时，应将断裂试样的两段在断裂处紧密对接在一起，尽量使其轴线位于同始终线上。
低碳钢与铸铁的拉伸、压缩和扭转实验
低碳钢与铸铁的拉伸、压缩和扭转实验一、实验目的1、测定拉伸时低碳钢的下屈服强度s σ，抗拉强度b σ，断后伸长率δ和断面收缩率ψ，测定铸铁的抗拉强度b σ。
2、测定压缩时低碳钢压下屈服强度s σ，铸铁抗压强度b σ。
3、测定扭转时低碳钢的屈服强度、 抗扭强度；铸铁抗扭强度。
二、实验原理 (一）拉伸1.拉伸时低碳钢的下屈服极限s σ及抗拉强度b σ的测定。
书P19屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值F b ，时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在F b 不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。
以试样的初始横截面面积A 除F b 得抗拉强度为0A P bb =σ2. 伸时低碳钢的断后伸长率δ和断面收缩率ψ的测定P20铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷P b 而突然发生断裂。
没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。
（二）压缩材料压缩时的力学性质可以由压缩时的力与变形关系曲线表示。
铸铁受压时曲线上没有屈服阶段，但曲线明显变弯，断裂时有明显的塑性变形。
由于试件承受压缩时，上下两端面与压头之间有很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。
铸铁压缩实验的强度极限：b σ=Fb/A0（A0为试件变形前的横截面积）。
（三）扭转P32 三、实验设备万能材料试验机 扭转试验机 游标卡尺。
四、实验步骤 1.测量试样尺寸测定试样初始直径，并用粉笔在试样上画一长为50mm 的标记。
图22、试验机准备（1）检查试验机的夹具是否安装好，各种限位是否在实验状态下就位；（2）启动试验机的动力电源及计算机的电源；（3）调出试验机的操作软件，按提示逐步进行操作；（4）安装试件。
（5）启进行调零，回到试验初始状态；（6）根据实验设定，点击开始实验，注意观察试验中的试件及计算机上的曲线变化；（7）实验完成，记录数据；（8）试件破坏后（非破坏性试验应先卸载），断开控制器并关闭，关闭动力系统及计算机系统，清理还原。
低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验
低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验
低碳钢和铸铁是常见的材料，在进行拉伸和压缩试验时可以评估其力学性能。
下面是关于低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验的一些基本知识：
1. 拉伸试验：拉伸试验是用来评估材料的拉伸强度、屈服强度、延伸性和抗拉性能。
在拉伸试验中，材料样本会被拉伸直至断裂。
根据拉伸过程中的力和变形，可以绘制应力-应变曲线，
从而得到材料的力学性能参数。
2. 压缩试验：压缩试验是用来评估材料的压缩强度和抗压性能。
在压缩试验中，材料样本会受到压缩力直至破坏。
根据压缩过程中的力和变形，可以绘制应力-应变曲线，进而获得材料的
力学性能参数。
3. 低碳钢拉伸和压缩试验：低碳钢是一种具有较低碳含量的钢材，具有良好的可加工性和焊接性能。
低碳钢通常具有相对较高的塑性，因此在拉伸试验中能够产生较大的延伸和变形。
而在压缩试验中，低碳钢通常具有较高的压缩强度。
4. 铸铁拉伸和压缩试验：铸铁是一种用于铸造的铁合金，具有良好的流动性和耐磨性能。
与低碳钢相比，铸铁通常具有较高的硬度和较低的塑性。
在拉伸试验中，铸铁的断裂强度相对较低，且往往呈现脆性断裂，而在压缩试验中，铸铁通常具有较高的压缩强度。
在进行低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验时，需要注意以下关键点：
样本的准备和尺寸、试验设备的选择和设置、试验参数的确定、试验过程的规范和数据的记录与分析。
这些都是确保试验获得可靠结果的重要因素。
低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验
低碳钢和铸铁拉伸压缩实验报告摘要：材料的力学性能也称为机械性质，是指材料在外力作用下表现的变形、破坏等方面的特性。
它是由试验来测定的。
工程上常用的材料品种很多，下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表，分析材料拉伸和压缩时的力学性能。
关键字：低碳钢 铸铁 拉伸压缩实验 破坏机理一．拉伸实验1.低碳钢拉伸实验拉伸实验试件 低碳钢拉伸图在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：低碳钢拉伸应力-应变曲线（1）弹性阶段（Ob段）在拉伸的初始阶段，σ-ε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。
线性段的最高点则称为材料的比例极限（σp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。
线性阶段后，σ-ε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（σe），一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。
（2）屈服阶段（bc段）超过弹性阶段后，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。
使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（σs）。
当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面打磨，会发现试件表面呈现出与轴线成45°斜纹。
这是由于试件的45°斜截面上作用有最大切应力，这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的，故称为滑移线。
（3）强化阶段（ce段）经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。
若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d-d＇斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。
当载荷卸载到零时，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，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。
低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验
实验一：低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验一、实验目的1.测定低碳钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率。
2.测定铸铁的抗拉强度。
3.测定铸铁压缩时的抗压强度。
4.观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
5.分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征。
二、实验内容1.铸铁拉伸实验；2.铸铁压缩实验；3.低碳钢拉伸实验。
三、实验原理、方法和手段常温、静载下的轴向拉伸实验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。
通过拉伸试验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。
这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。
实验表明，工程中常用的塑性材料，其受压与受拉时所表现出的强度、刚度和塑性等力学性能是大致相同的。
但广泛使用的脆性材料，其抗压强度很高，抗拉强度却很低。
为便于合理选用工程材料，以及满足金属成型工艺的需要，测定材料受压时的力学性能是十分重要的。
因此，压缩实验同拉伸实验一样，也是测定材料在常温、静载、单向受力下的力学性能的最常用、最基本的实验之一。
依据国标GB/T 228－2002《金属室温拉伸实验方法》分别叙述如下：1.低碳钢试样。
在拉伸实验时，利用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图1-1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l图1-1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P）除以试样原始横截面面积A,并将横坐标（伸长ΔL）除以试样的原始标距L0得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应力－应变曲线，它与拉伸图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。
铸铁低碳钢拉伸压缩试验
实验一：低碳钢和铸铁的拉伸实验班级：力学系姓名：孙承宏组别：第一组实验日期：2001.4.13 一．实验目的：1. 通过单轴拉伸试验，观察分析典型的塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的拉伸过程，观察断口，比较器机械性能。
）和塑性指标（延伸率δ和2.测定材料的强度指标（屈服极限σs，强度极限σb断面收缩率ψ）。
二．实验原理单轴拉伸实验在电子万能试验机上进行，在实验中，试验机上的载荷传感器和位移传感器分别将感受到的载荷和位移信号转变成电信号送入EDC控制器，信号经放大和模数转换后送入计算机，并将处理后的数据同步显示在屏幕上形成载荷-位移曲线。
三．实验设备：1.试验机型号和名称：WDW-100A型电子式万能材料试验机2.游标卡尺3.计算机，打印机四．实验数据的记录（1）实验数据的记录：a)试件的测量及分析拉伸试件：低碳钢：屈服极限σs=23859*4*3.14|0.01|0.01=3.09GPa，δ=（128.42-96.62）|96.92=32.9%断面收缩率ψ=（10.02*10.02-5.20*5.20）|20.02|10.02=70% 铸铁：强度极限σ=10163*4*3.14|0.00992|0.00992=1.29GPab六．低碳钢拉伸曲P-δl线图：铸铁拉伸P-δl曲线：实验二：低碳钢和铸铁的压缩实验班级：力学系姓名：孙承宏组别：第一组实验日期：2011.4.13 一．实验目的：1. 通过单轴压缩试验，观察并比较低碳钢和铸铁在压缩时变形与破坏现象。
2.测定低碳钢的屈服极限σs与铸铁的强度极限σb二．实验原理低碳钢：取圆柱形试件，在屈服之前，其应力应变曲线与拉伸时基本相同，随后横截面逐渐增大，试件最后被压成饼状而不破裂故只能测出Fs，由σs=Fs|Ao 得出材料受压时的屈服极限而得不出受压时的强度极限。
铸铁：去圆形试件，试件受力直至破坏，破坏面与试样轴线约成35-45度角，测出破坏时Fb，由σb=Fb|Ao得到铸铁强度极限。
低碳钢、铸铁的拉伸试验
低碳钢、铸铁的拉伸试验实验一：低碳钢、铸铁拉伸试验一、实验目的本试验以低碳钢和铸铁为代表，了解塑性材料在简单拉伸时的机械性质。
它是力学性能试验中最根本最常用的一个。
一般工厂及工程建设单位都广泛利用该实验结果来检验材料的机械性能。
试验提供的 E，ReL，Rm，A和Z等指标，是评定材质和进行强度、刚度计算的重要依据。
本试验具体要求为：1.了解材料拉伸时力与变形的关系，观察试件破坏现象。
2．测定强度数据，如屈服点ReL，抗拉强度Rm。
3．测定塑性材料的塑性指标：拉伸时的伸长率A，截面收缩率Z。
4．比拟塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。
二、实验仪器与设备:①微机控制电液伺服万能试验机型号SHT5305 最大负荷300kN 1台②全数字闭环测控系统型号DCS-300 1台③电子引伸计 1个④游标卡尺 0-150mm 最小刻度0.02mm ⑤刻度尺 0-30cm 最小刻度0.5mm⑥橡皮筋 2条三、实验原理进行拉伸试验时，外力必须通过试样轴线,以确保材料处于单向应力状态。
一般试验机都设有自动绘图装置，用以记录试样的拉伸图即F-ΔL曲线，形象地表达了材料变形特点以及各阶段受力和变形的关系。
但是F-ΔL曲线的定量关系不仅取决于材质而且受试样几何尺寸的影响。
因此，拉伸图往往用名义应力、应变曲线(即R-ε曲线)来表示：R?F/S0——试样的名义应力 ??? L/ L0——试样的名义应变 S0和L0分别代表初始条件下的面积和标距。
R-ε曲线与F-ΔL曲线相似，但消除了几何尺寸的影响。
因此，能代表材料的属性。
单向拉伸条件下的一些材料的机械性能指标就是在 R-ε曲线上定义的。
如果试验能提供一条精确的拉伸图，那么单向拉伸条件下的主要力学性能指标就可精确地测定。
不同性质的材料拉伸过程也不同，其R-ε曲线会存在很大差异。
低碳钢和铸铁是性质截然不同的两种典型材料，它们的拉伸曲线在工程材料中十分典型，掌握它们的拉伸过程和破坏特点有助于正确、合理地认识和选用材料。
低碳钢和铸铁压缩实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除低碳钢和铸铁压缩实验报告篇一：低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验低碳钢和铸铁的拉伸与压缩试验一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的下屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A和断面收缩率Z。
观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、缩颈及断裂），并绘制拉伸图（F－?L曲线）。
2．测定铸铁的抗拉强度Rm。
3．测定铸铁的抗压强度?较。
bc，观察低碳钢和铸铁压缩时的变形和破坏现象，并进行比二、实验设备与试样材料试验机，试样分划机或冲点机，游标卡尺，低碳钢和铸铁的拉伸试样，压缩试样。
三、实验步骤1.低碳钢拉伸试验（1）试样准备为便于观察试样标距范围内伸长沿轴向的分布情况和测量拉断后的标距Lu，在试样平行长度内涂上快干着色涂料，然后用专门的划线机，在标距L0范围内每隔10mm（对长试样）或每隔5mm（对短试样）刻划一根圆周线，或用冲点机冲点标记，将标距L0分成10格。
因直径d0沿试样长度不均匀，故用游标卡尺在标距的两端及中间三个横截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处，在互相垂直的两个直径方向上各测量一次，记入表1-1，算出各自的平均直径，取其中最小的一个作为原始直径d0，计算试样的最小原始横截面面积s0，s0取三位有效数字。
（2）试验机准备根据低碳钢的抗拉强度Rm和试样原始横截面面积s0，由公式Fm=Rms0估算拉断试样所需的最大力Fm。
根据估算的Fm的大小，选择试验机合适的量程。
试验机调“零”。
（3）安装试样将试件的一段夹持在固定夹头内，移动可动夹头至适当位置，可靠地夹好试件的另一端。
（4）检查及试机请教师检查以上步骤完成情况，获得认可后在比例极限内施力至10kn，然后卸力至接近零点，以检查试验机工作是否正常。
（5）施力测读启动试验机加载部分，缓慢均匀地施力。
注意观察试件的拉伸图，参照图5-8所示的几种屈服图形，确定下屈服力FeL，记入表1-2。
过了屈服阶段后，可用较快的速度施力，直至试样断裂为止。
低碳钢和铸铁扭转实验报告
低碳钢和铸铁扭转实验报告一、实验目的1、观察低碳钢和铸铁在扭转过程中的变形现象，比较它们的力学性能差异。
2、测定低碳钢的剪切屈服极限和剪切强度极限，以及铸铁的抗扭强度。
3、熟悉扭转试验机的工作原理和操作方法。
二、实验设备1、扭转试验机2、游标卡尺三、实验原理1、低碳钢扭转低碳钢属于塑性材料，在扭转过程中，其变形经历了弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。
在弹性阶段，扭矩与扭转角呈线性关系，材料符合胡克定律。
当扭矩达到屈服扭矩时，试件表面出现沿横截面的滑移线，进入屈服阶段。
屈服阶段过后，材料进入强化阶段，变形继续增加，扭矩也随之增大，直至试件断裂。
2、铸铁扭转铸铁属于脆性材料，在扭转过程中，其变形很小，几乎没有明显的屈服阶段。
当扭矩达到一定值时，试件突然断裂。
四、实验步骤1、测量试件的直径，在不同位置测量多次，取平均值。
2、安装试件，确保试件与扭转试验机的夹头同轴。
3、启动扭转试验机，缓慢加载，观察试件的变形情况，并记录扭矩和扭转角的数据。
4、当低碳钢试件出现屈服现象时，记录屈服扭矩；当试件断裂时，记录最大扭矩。
5、对于铸铁试件，记录其断裂时的扭矩。
6、实验结束后，取下试件，观察其断口形状。
五、实验数据处理与分析1、低碳钢直径测量：测量低碳钢试件的三个不同位置的直径，分别为 d1 ＝1002mm，d2 ＝ 998mm，d3 ＝ 1000mm，平均值 d ＝（d1 ＋ d2 ＋ d3) ／ 3 ＝ 1000mm。
屈服扭矩 Ts ＝ 50 N·m最大扭矩 Tb ＝ 80 N·m根据公式计算剪切屈服极限τs 和剪切强度极限τb：τs ＝ Ts ／（πd³/16) ＝ 50×16 ／（π×10³) ≈ 251 MPaτb ＝ Tb ／（πd³/16) ＝ 80×16 ／（π×10³) ≈ 402 MPa2、铸铁直径测量：测量铸铁试件的三个不同位置的直径，分别为 d1 ＝1005mm，d2 ＝ 1003mm，d3 ＝ 1004mm，平均值 d ＝（d1 ＋ d2 ＋d3) ／ 3 ＝ 1004mm。
低碳钢和铸铁的拉伸实验
实验一 低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的要求１．测定低碳钢的流动极限S σ、强度极限b σ、延伸率δ、截面收缩率ψ和铸铁的强度极限b σ。
２．低碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（L F ∆-曲线）。
３．比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。
二、实验设备和仪器CMT5504/5105电子万能试验机、游标卡尺等图1-1 CMT5504/5105电子万能试验机三、拉伸试件金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。
图中工作段长度l 称为标距，试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定，两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。
为了使实验测得的结果可以互相比较，试件必须按国家标准做成标准试件，即d l 5=或d l 10=。
对于一般板的材料拉伸实验，也应按国家标准做成矩形截面试件。
其截面面积和试件标距关系为A l 3.11=或A l 65.5=，A 为标距段内的截面积。
低碳钢拉伸铸铁拉伸图1-2 拉伸试件四、实验原理和方法1．低碳钢拉伸实验低碳钢试件在静拉伸试验中，通常可直接得到拉伸曲线，如图1—3所示。
用准确的拉σ-曲线。
首先将试件安装于试验机的夹头内，之后匀速缓伸曲线可直接换算出应力应变ε慢加载(加载速度对力学性能是有影响的，速度越快，所测的强度值就越高)，试样依次经过弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段，其中前三个阶段是均匀变形的。
图1-3 低碳钢拉伸曲线OA段，没有任何残留变形。
在弹性阶段，载荷与变形(1) 弹性阶段是指拉伸图上的'是同时存在的，当载荷卸去后变形也就恢复。
在弹性阶段，存在一比例极限点A，对应的应σ，此部分载荷与变形是成比例的。
力为比例极限p(2) 屈服阶段对应拉伸图上的BC段。
金属材料的屈服是宏观塑性变形开始的一种标志，是由切应力引起的。
在低碳钢的拉伸曲线上，当载荷增加到一定数值时出现了锯齿现象。
这种载荷在一定范围内波动而试件还继续变形伸长的现象称为屈服现象。
(完整word版)低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验
低碳钢和铸铁拉伸压缩实验报告摘要：材料的力学性能也称为机械性质，是指材料在外力作用下表现的变形、破坏等方面的特性。
它是由试验来测定的。
工程上常用的材料品种很多，下面我们以低碳钢和铸铁为主要代表，分析材料拉伸和压缩时的力学性能。
关键字：低碳钢 铸铁 拉伸压缩实验 破坏机理一．拉伸实验1.低碳钢拉伸实验拉伸实验试件 低碳钢拉伸图在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：低碳钢拉伸应力-应变曲线（1）弹性阶段（Ob段）在拉伸的初始阶段，σ-ε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。
线性段的最高点则称为材料的比例极限（σp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。
线性阶段后，σ-ε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（σe），一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。
（2）屈服阶段（bc段）超过弹性阶段后，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。
使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（σs）。
当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面打磨，会发现试件表面呈现出与轴线成45°斜纹。
这是由于试件的45°斜截面上作用有最大切应力，这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的，故称为滑移线。
（3）强化阶段（ce段）经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。
若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d-d＇斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。
当载荷卸载到零时，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，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。
试验二低碳钢和铸铁的拉伸压缩试验
实验二低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验
一、实验目的
1、观察低碳钢、铸铁在拉伸、压缩过程中的变形及破坏现象，并绘出P-△L曲线。
2、测定材料的强度指标及塑性指标。
3、比较塑性材料和脆性材料在拉伸和压缩时的力学性能。
二、实验设备
1、游标卡尺
2、油压式万能材料试验机
三、试件
1、拉伸试件
实验表明，试件尺寸和形状将影响试验结果，为了避免这种影响和便于比较不同材料的
力学性质，在国家标准（金属拉伸试验试样）GB6397-86中，对试件尺寸和形状作出了统一
的规定。
试件可制成圆形或矩形载面，圆形载面试件如图3所示。
图3 圆形载面拉伸试件
拉伸试件按尺寸又分为比例试件和定标距试件两种。
比例试件是指标距长度与横载面面
积间具有下面比例关系的试件。
式中系数K通常为 5.65或11.3，前者称为短试件，后者称为长试件。
所以直径为d的短、长圆形试件的标距L应分别等于5d和10d。
定标距试件的标距与其载面面积无上述比
例关系，其标距由制品（薄板、细管、型材等）的尺寸的材料的性质决定。
2、压缩试件
根据国家标准GB7314-87，金属材料的压缩试件一般制成短圆柱形，如图4所示。
试件长度L=（1.5~3.5）d。
为了使试件尽量承受轴向压力，试件两端面必须平行并垂直于轴线，
两端面还应加工得光滑，以减小摩擦力的影响。
实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验
实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的1、测定低碳钢的弹性模量E、屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率Ψ。
2、测定铸铁的强度极限σb。
3、观察低碳钢拉伸过程中的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
4、熟悉材料实验机和其它仪器的使用。
二、实验设备1、WE-600型万能材料试验机，WDW-100型微机控制电子万能试验机。
2、游标卡尺。
3、引伸仪。
三、实验步骤1、试验机准备。
根据估算的最大载荷，选择合适的示力度盘（量程）和相应的摆锤，并按相应的操作规程进行操作。
2、测量试件的直径。
在标距两端及中部三个位置上，沿互相垂直的方向，测量试件直径，以其平均值计算弹性模量，以其最小值计算强度和断面收缩率。
3、安装试件。
4、安装引伸仪（只用于低碳钢拉伸试验）5、进行预拉（只用于低碳钢拉伸试验）。
为了检查机器和仪表是否处于正常状态，先把荷载预加到略小于P n（测定弹性模量E时最大荷载），然后卸载到0～P0之间。
6、加载。
在测定低碳钢的弹性模量时，先加载至P0，调整引伸仪读数为零或记录初始读数。
加载按等增量法进行，记录每级荷载下的引伸仪读数，载荷最大加至P n，然后取下引伸仪。
加载应保持匀速、缓慢。
测出屈服载荷P s后，可稍加实验速率，最后直到将试件拉断，记录最大载荷P b。
对铸铁试件，应缓慢匀速加载，直至试件被拉断，记录最大载荷P b。
7、取下试件，将试验机恢复原状。
观察试件并测量有关数据。
四、思考题1、参考低碳钢拉伸图，分段回答力与变形的关系以及在实验中反映出的现象。
2、由低碳钢、铸铁的拉伸图和试件断口形状及其测试结果，回答二者机械性能有什么不同。
3、测定E时为何要加初载荷P0并限制最高载荷P n？使用分级加载的目的是什么？4、实验时如何观察低碳钢的屈服极限？。
低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验
低碳钢和铸铁拉伸和压缩试验低碳钢和铸铁是两种具有不同力学性能的材料，在拉伸和压缩试验中表现出明显的差异。
下面是这两种材料的拉伸和压缩试验的详细介绍。
1.低碳钢低碳钢是一种塑性材料，因此在拉伸试验中，低碳钢的应力-应变曲线呈现出明显的塑性变形阶段。
在弹性阶段，应力与应变成正比，低碳钢的弹性模量约为200-250GPa。
当应力超过弹性极限后，低碳钢进入塑性变形阶段，变形量逐渐增大，但应力增长速度减缓。
在塑性阶段后期，低碳钢发生颈缩现象，局部截面面积减小，应力集中，最终导致试样断裂。
在压缩试验中，低碳钢的应力-应变曲线与拉伸试验类似，但在压缩情况下，不会出现颈缩现象。
由于低碳钢具有较好的塑性，因此其抗压强度高于抗拉强度。
2.铸铁铸铁是一种脆性材料，因此在拉伸试验中，铸铁的应力-应变曲线呈现出明显的脆性断裂特征。
铸铁的弹性模量约为150-200GPa，略低于低碳钢。
在拉伸过程中，铸铁的变形量很小，并且应力增长速度迅速下降。
当应力达到一定值后，铸铁突然断裂，断口呈脆性断裂特征。
在压缩试验中，铸铁的应力-应变曲线也呈现出明显的脆性断裂特征。
铸铁在压缩情况下具有较高的抗压强度，但与低碳钢相比仍然较低。
综上所述，低碳钢和铸铁在拉伸和压缩试验中的表现具有明显的差异。
低碳钢具有较好的塑性和较高的抗拉强度，而铸铁则呈现出脆性断裂特征和较低的抗压强度。
这些差异使得这两种材料在不同的应用场景中有各自的优势和局限性。
在实际工程应用中，应根据具体受力情况和使用要求来选择合适的材料。
例如，对于需要承受较大拉力的结构部件，应选择低碳钢等塑性材料；而对于一些需要承受较大压力且对脆性断裂不敏感的结构部件，铸铁等脆性材料可能更为合适。
此外，对于材料的加工和制造工艺也需要考虑，以充分发挥材料的力学性能并降低成本。
为了获得更准确的结果，实际测试中需要注意以下几点：（1）测试前应对材料进行充分的预处理，以消除材料内部的缺陷和应力；（2）测试过程中应保证试样的尺寸和形状符合标准要求，以确保结果的准确性；（3）在测试过程中应使用合适的加载设备和测试仪器，以确保测试结果的可靠性；（4）测试后应对结果进行分析和处理，以得出材料的力学性能参数和结论。
实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验
第一部分基本实验实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的：1、测定低碳钢在拉伸时屈服极限σs 、强度极限σb、延伸率δ和截面收缩率Ψ。
2、观察低碳钢拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、颈缩等现象）,及拉伸图（P-ΔL曲线）。
3、测定铸铁拉伸时的强度极限σb。
4、比较低碳钢与铸铁抗拉性能的特点，并进行断口分析。
二、实验设备：1、万能材料实验机2、游标卡尺三、试件：由于试件的形状和尺寸对实验结果有一定的影响。
为了便于互相比较应按统一规定加工成标准试件。
试件加工须按《金属拉伸实验试样》（GB6397-86）的有关要求进行。
本实验的试件采用国家标准（GB6397-86）所规定的圆棒试件，尺寸为d=10mm，标距长度L=100mm，见图1-1。
为测定低碳钢的断后延伸率δ，须用刻线机在试样标距范围内刻划圆周线，将标距L分为等长的10格。
图1-1 圆形拉伸试件四、实验原理和方法拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。
材料的力学性能如：屈服极限、强度极限、延伸率、截面收缩率等均是由拉伸破坏实验确定的。
1、低碳钢（1）力-伸长曲线的绘制：通过实验机绘图装置可自动绘成以轴向力P为纵坐标、试件伸长量ΔL为横坐标的力-伸长曲线（P-ΔL图），如图1-2所示。
低碳钢的力-伸长曲线是一种典型的形式，整个拉伸变形分四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
应当指出，绘图仪所绘出的拉伸变形ΔL是整个试件（不只是标距部分）的伸长，而且还包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动等。
试件开始受力时，头部夹头中的滑动很大，故绘出的拉伸图最初一般是曲线。
图1-2 低碳钢拉伸图（2）屈服极限的测定：随着荷载的增加，变形也与荷载呈正比增加，P-ΔL图上为一直线，此即直线弹性段。
过了直线弹性段，尚有一极小的非直线弹性段。
弹性阶段包括直线弹性段和非直线弹性段。
当荷载增加到一定程度，测力指针往回偏转，继而缓慢的来回摆动，相应地在P-ΔL图上画出一段锯齿形曲线，此段即屈服阶段。
低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验
低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验一、实验目的（1）观察分析低碳钢的拉伸过程和铸铁的拉伸、压缩过程，比较其力学性能。
（2）测定低碳钢材料的、、、；测定铸铁材料的和。
（3）了解万能材料试验机的结构原理，能正确独立操作使用。
二、实验设备及工具（1）液压摆式万能材料试验机。
（2）x—y记录仪。
（3）游标卡尺。
（4）拉伸和压缩试件。
三、拉伸和压缩试件为了便于比较各种材料在拉伸和压缩时的力学性能，拉伸试件按国标GB/T6397—1986制作，压缩试件按国标GB/T7314-1987制作。
实1-1图圆形拉伸试件实1-2图圆形压缩试件四、实验步骤(1)试件准备在低碳钢试件上划出长度为L的标距线，并把L分成n等份（一般10等份）。
对于拉伸试件，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向测量直径，以其平均值计算各横截面面积，再取三者中的最小值为试件的A。
对于压缩试件，以试件中间截面相互垂直方向直径的平均值计算A。
(2)试验机准备对于液压试验机，根据试件的材料和尺寸选择合适的示力盘和相应的摆锤。
对于电子拉力试验机，要选择合适的量程和加载速度。
标定记录仪的x轴（一般为变形ΔL）和y 轴（一般为拉力F）。
(3)安装试件(4)正式实验控制液压机的进油阀或电子拉力试验机的升降开关缓慢加载。
实验过程中，注意记录FS 值。
屈服阶段后，打开峰值保持开关，以便自动记录Fb值。
(5)关机取试件试件破坏后，立即关机。
取下试件，量取有关尺寸。
观察断口形貌。
五、实验处理以表格的形式处理实验结果。
根据记录的原始数据，计算出低碳钢的、、和，铸铁的抗拉强度和抗压强度。
低碳钢和铸铁的扭转实验
实验一：低碳钢和灰口铸铁的拉伸、压缩实验一、实验目的1．试样在拉伸或压缩实验过程中，观察试样受力和变形两者间的相互关系，并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
2．测定该试样所代表材料的σs、σb、ψ、δ等值。
3．对典型的塑性材料和脆性材料进行受力变形现象比较，对其强度指标和塑性指标进行比较。
4．学习、掌握微机控制电液伺服万能试验机的使用方法及其工作原理。
二、仪器设备和量具微机控制电液伺服万能试验机，材料试验机，数显压力实验机，游标卡尺。
三、低碳钢的拉伸和压缩实验1．低碳钢的拉伸实验在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d和标距L。
试件受拉伸过程中，观察屈服（流动）、强化、颈缩、断裂等现象；绘制p——ΔL曲线如图2—1（a）所示；记录试件的屈服抗力P s和最大抗力P b。
试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标距间的距离L1。
依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。
图2—1 低碳钢拉伸图及压缩图强度指标：屈服极限4,2d A AP s s πσ==中中强度极限AP b b =σ塑性指标：延伸率%1001⨯-=LLL δ断面收缩率%1002212⨯-=dd d ψ2．低碳钢的压缩实验实验前，测量试件的直径d 和高度h 。
实验时，观察低碳钢试件压缩过程中的现象，绘出P —ΔL 曲线，测定试件屈服时的抗力P s ，从而计算出低碳钢的屈服极限：AP ss =σ四、灰口铸铁的压缩实验实验前测定试件的直径d 和高度h 。
实验时观察灰口铸铁试件在压缩过程中的现象，尤其是断口形状；绘出P ——ΔL 曲线如图2—2（b ）所示；记录压缩破坏时的最大抗力P b ，计算灰口铸铁压缩强度极限。
即AP bb =σ图2—2 灰口铸铁压缩图五、实验操作1．准备工作（1）打开试验机总电源，打开电脑。
（2）测量拉伸试样的标距长度L和直径d，测量低碳钢压缩试样的长度H和直径d，作好原始数据的记录。
2．安装试件将试件夹持于材料试验机的上夹头中，为了夹持方便可用向下或向上运行调节下夹头的位置，使下拉伸夹头能夹住试件时立即停机。
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低碳钢与铸铁的拉伸、压缩和扭转实验
一、实验目的
1、测定拉伸时低碳钢的下屈服强度s σ，抗拉强度b σ，断后伸长率δ和断面收缩率ψ，测定铸铁的抗拉强度b σ。
2、测定压缩时低碳钢压下屈服强度s σ，铸铁抗压强度b σ。
3、测定扭转时低碳钢的屈服强度、 抗扭强度
；铸铁抗扭强度。
二、实验原理 (一）拉伸
1.拉伸时低碳钢的下屈服极限s σ及抗拉强度b σ的测定。
书P19
屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值F b ，时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在F b 不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。
以试样的初始横截面面积A 除F b 得抗拉强度为
0A P b
b =
σ
2. 伸时低碳钢的断后伸长率δ和断面收缩率ψ的测
定
P20
铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷P b 而突然发生断裂。
没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。
（二）压缩
材料压缩时的力学性质可以由压缩时的力与变形关系曲线表示。
铸铁受压时曲线上没有屈服阶段，但曲线明显变弯，断裂时有明显的塑性变形。
由于试件承受压缩时，上下两端面与压头之间有很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。
铸铁压缩实验的强度极限：b σ=Fb/A0（A0为试件变形前的横截面积）。
（三）扭转
P32 三、实验设备
万能材料试验机 扭转试验机 游标卡尺。
四、实验步骤 1.测量试样尺寸
测定试样初始直径，并用粉笔在试样上画一长为50mm 的标记。
图2
2、试验机准备
（1）检查试验机的夹具是否安装好，各种限位是否在实验状态下就位；
（2）启动试验机的动力电源及计算机的电源；
（3）调出试验机的操作软件，按提示逐步进行操作；
（4）安装试件。
（5）启进行调零，回到试验初始状态；
（6）根据实验设定，点击开始实验，注意观察试验中的试件及计算机上的曲线变化；（7）实验完成，记录数据；
（8）试件破坏后（非破坏性试验应先卸载），断开控制器并关闭，关闭动力系统及计算机系统，清理还原。
五、实验结果
P23-24。