低碳钢和灰口铸铁的拉伸压缩
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三、低碳钢的压缩实验原理 四、灰口铸铁的压缩实验原理
一.低碳钢的拉伸实验
实验前，用游标卡尺测量试件的直径d，标距L。（这里已 知标距为100mm） 低碳钢的拉伸过程分为四个阶段： 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段
在屈服阶段，我们要记录试件的屈服荷载Ps
在强化阶段，我们要记录最大荷载 Pb
弹性阶段
记录下铸铁断裂时 的最大荷载 P b 计算其拉伸时 强度极限:
σ =
b
pb A
由于脆性材料一拉就断,其断口形状为平断
三、低碳钢的压缩实验
实验前，测量试件的直径d 低碳钢发生屈服后，随着压力荷载的增大，其承载面积 会越来越大，当 P与A成正比时，低碳钢就永远不会破坏。 所以，它的曲线呈现上凹趋势。 记录下屈服荷载 PS 计算其屈服极限:
低碳钢和灰口铸铁 的拉伸、压缩实验
制 作 人 ：熊 莉
•
材料在外力作用下所呈现的有关强 度和变形方面的特性，称为材料的力学 性能，材料的力学性能都要通过试验来 测定。拉伸压缩实验是测定材料在静载 荷作用下机械性能的最基本和最重要的 实验之一。这不仅因为拉压实验简便易 行，易于分析，且测试技术较为成熟。 更重要的是，工程设计中所选用材料的 强度、塑性和弹性模量等机械性能指标， 大多是以拉压实验为主要依据。
P σS= S A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于是塑性材料,低碳钢压缩后的形状为鼓形
四、灰口铸铁的压缩实验
实验前，测量试件的直径d 铸铁抗压不抗拉，其最大压力荷载会比较大。
记录下其最大荷载
计算其压缩时 强度极限:
pb σ = b A
Pb
由于是剪切破坏,铸铁压缩时的破坏形状为45 斜截面
0
实验步骤
1、将试件装卡在万能试验机的夹头上。
颈缩阶段
• 对于塑性材料，在承受拉力达最大以前， 试件发生的变形在各处基本上是均匀的， 但在达到最大拉力后，变形主要集中于 试件的某一局部区域，在该区域处横截 面积急剧缩小，直至断裂，这种现象就 叫颈缩现象。颈缩现象是材料内部晶格 剪切滑移的表现。
当试件断裂后，测量试件断口处的最小直径 d1 和标距 L1 根据所测的实验数据，计算低碳钢的强度指标和塑性 指标： P 强度指标：屈服极限 σ S = S
A
强度极限 塑性指标：延伸率
pb σ = b A
δ=
L1 L 100 0 0 L
断面收缩率
d2 d2 1000 0 2 d
由于发生颈缩现象，低碳钢拉伸试件的破坏形状为杯口状
二、灰口铸铁的拉伸实验
实验前，测量试件的直径d 由于铸铁是脆性材料，一拉就断，试验过程中不存在屈 服、颈缩现象，而且铸铁抗压不抗拉，其最大荷载很小。
•
强化阶段
• 过了屈服阶段后，材料因发生明显的塑性 变形，其内部晶体组织结构重新得到了排列调 整，其抵抗变形的能力有所增强，随着拉力的 增加，伸长变形也随之增加。在该阶段中，随 着塑性变形量累积增大，促使材料的力学性能 也发生变化，即材料的塑性变形性能劣化，抵 抗变形能力提高，这种特征称为冷作硬化。在 工程上常利用冷作硬化来提高钢筋和钢缆绳等 构件在线弹性范围内所承受的最大载荷，但此 工艺同时降低了材料的塑性性能。这种冷作硬 化性质，只有经过退火处理才能消失。 • 在强化阶段，我们要记录最大荷载 Pb
2、打开计算机，开始拉压程序。
3、按照程序提示，一步一步进行操作。
4、观察实验过程中的力学现象。 5、将实验结果打印出来。 6、分析试件的断口形状。
思 考 题
1、试比较低碳钢和铸铁在拉伸时的力学性能。 2、压缩时为什么必须将试件对准试验机压头的 中心位置，如没对中会产生什么影响？ 3、说明低碳钢和铸铁断口的特点。 4、低碳钢和铸铁在拉伸、压缩时，各要测得哪 些数据？观察哪些现象？
实验目的
1.学习使用电子万能试验机
2.观察试件在拉伸、压缩过程中受力和变形 的相互关系 3.测定材料的强度指标和塑性指标 4.观察试件破坏后的形状
仪器设备
WDW3100微机控制电子万能试验机
电 子 万 能 试 验 机
实验原理
本实验的实验原理分四部分:
一.低碳钢的拉伸实验原理
二、灰口铸铁的拉伸实验原理
• 拉伸初始阶段为弹性阶段，在此阶 段若卸载，试件的伸长变形即可消 失，力与变形成正比关系，为一直 线。其直线的斜率就是低碳钢材料 的弹性模量E。
屈服阶段
• 继续增加荷载，试件继续变形，但力却不再增 加，而是出现一段比较平坦的波浪线，若试件 表面加工光滑，可看到45度倾斜的滑移线，这 表示试件在承受的拉力不继续增加或稍微减小 的情况下却继续伸长达到塑性变形发生，这种 现象称为材料的屈服。其对应的应力称为屈服 应力（屈服强度），屈服强度表示材料抵抗永 久变形的能力。 在屈服阶段，我们要记录试件的下屈服力Ps， 屈服力分上屈服力和下屈服力，由于上屈服强 度受实验速度、试件变形率和试件形式等因素 影响不够稳定，所以我们采用下屈服强度作为 材料的屈服强度，故记录下屈服力。
一.低碳钢的拉伸实验
实验前，用游标卡尺测量试件的直径d，标距L。（这里已 知标距为100mm） 低碳钢的拉伸过程分为四个阶段： 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段
在屈服阶段，我们要记录试件的屈服荷载Ps
在强化阶段，我们要记录最大荷载 Pb
弹性阶段
记录下铸铁断裂时 的最大荷载 P b 计算其拉伸时 强度极限:
σ =
b
pb A
由于脆性材料一拉就断,其断口形状为平断
三、低碳钢的压缩实验
实验前，测量试件的直径d 低碳钢发生屈服后，随着压力荷载的增大，其承载面积 会越来越大，当 P与A成正比时，低碳钢就永远不会破坏。 所以，它的曲线呈现上凹趋势。 记录下屈服荷载 PS 计算其屈服极限:
低碳钢和灰口铸铁 的拉伸、压缩实验
制 作 人 ：熊 莉
•
材料在外力作用下所呈现的有关强 度和变形方面的特性，称为材料的力学 性能，材料的力学性能都要通过试验来 测定。拉伸压缩实验是测定材料在静载 荷作用下机械性能的最基本和最重要的 实验之一。这不仅因为拉压实验简便易 行，易于分析，且测试技术较为成熟。 更重要的是，工程设计中所选用材料的 强度、塑性和弹性模量等机械性能指标， 大多是以拉压实验为主要依据。
P σS= S A
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于是塑性材料,低碳钢压缩后的形状为鼓形
四、灰口铸铁的压缩实验
实验前，测量试件的直径d 铸铁抗压不抗拉，其最大压力荷载会比较大。
记录下其最大荷载
计算其压缩时 强度极限:
pb σ = b A
Pb
由于是剪切破坏,铸铁压缩时的破坏形状为45 斜截面
0
实验步骤
1、将试件装卡在万能试验机的夹头上。
颈缩阶段
• 对于塑性材料，在承受拉力达最大以前， 试件发生的变形在各处基本上是均匀的， 但在达到最大拉力后，变形主要集中于 试件的某一局部区域，在该区域处横截 面积急剧缩小，直至断裂，这种现象就 叫颈缩现象。颈缩现象是材料内部晶格 剪切滑移的表现。
当试件断裂后，测量试件断口处的最小直径 d1 和标距 L1 根据所测的实验数据，计算低碳钢的强度指标和塑性 指标： P 强度指标：屈服极限 σ S = S
A
强度极限 塑性指标：延伸率
pb σ = b A
δ=
L1 L 100 0 0 L
断面收缩率
d2 d2 1000 0 2 d
由于发生颈缩现象，低碳钢拉伸试件的破坏形状为杯口状
二、灰口铸铁的拉伸实验
实验前，测量试件的直径d 由于铸铁是脆性材料，一拉就断，试验过程中不存在屈 服、颈缩现象，而且铸铁抗压不抗拉，其最大荷载很小。
•
强化阶段
• 过了屈服阶段后，材料因发生明显的塑性 变形，其内部晶体组织结构重新得到了排列调 整，其抵抗变形的能力有所增强，随着拉力的 增加，伸长变形也随之增加。在该阶段中，随 着塑性变形量累积增大，促使材料的力学性能 也发生变化，即材料的塑性变形性能劣化，抵 抗变形能力提高，这种特征称为冷作硬化。在 工程上常利用冷作硬化来提高钢筋和钢缆绳等 构件在线弹性范围内所承受的最大载荷，但此 工艺同时降低了材料的塑性性能。这种冷作硬 化性质，只有经过退火处理才能消失。 • 在强化阶段，我们要记录最大荷载 Pb
2、打开计算机，开始拉压程序。
3、按照程序提示，一步一步进行操作。
4、观察实验过程中的力学现象。 5、将实验结果打印出来。 6、分析试件的断口形状。
思 考 题
1、试比较低碳钢和铸铁在拉伸时的力学性能。 2、压缩时为什么必须将试件对准试验机压头的 中心位置，如没对中会产生什么影响？ 3、说明低碳钢和铸铁断口的特点。 4、低碳钢和铸铁在拉伸、压缩时，各要测得哪 些数据？观察哪些现象？
实验目的
1.学习使用电子万能试验机
2.观察试件在拉伸、压缩过程中受力和变形 的相互关系 3.测定材料的强度指标和塑性指标 4.观察试件破坏后的形状
仪器设备
WDW3100微机控制电子万能试验机
电 子 万 能 试 验 机
实验原理
本实验的实验原理分四部分:
一.低碳钢的拉伸实验原理
二、灰口铸铁的拉伸实验原理
• 拉伸初始阶段为弹性阶段，在此阶 段若卸载，试件的伸长变形即可消 失，力与变形成正比关系，为一直 线。其直线的斜率就是低碳钢材料 的弹性模量E。
屈服阶段
• 继续增加荷载，试件继续变形，但力却不再增 加，而是出现一段比较平坦的波浪线，若试件 表面加工光滑，可看到45度倾斜的滑移线，这 表示试件在承受的拉力不继续增加或稍微减小 的情况下却继续伸长达到塑性变形发生，这种 现象称为材料的屈服。其对应的应力称为屈服 应力（屈服强度），屈服强度表示材料抵抗永 久变形的能力。 在屈服阶段，我们要记录试件的下屈服力Ps， 屈服力分上屈服力和下屈服力，由于上屈服强 度受实验速度、试件变形率和试件形式等因素 影响不够稳定，所以我们采用下屈服强度作为 材料的屈服强度，故记录下屈服力。