低碳钢拉伸实验指导书知识讲解
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。
材料力学实验指导书(正文)
实验一材料在轴向拉伸、压缩时的力学性能一、实验目的1．测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ和断面收缩率 。
2．测定铸铁在拉伸以及压缩时的强度极限σb。
3．观察拉压过程中的各种现象，并绘制拉伸图。
4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。
二、设备及仪器1．电子万能材料试验机。
2．游标卡尺。
图1-1 CTM－5000电子万能材料试验机电子万能材料试验机是一种把电子技术和机械传动很好结合的新型加力设备。
它具有准确的加载速度和测力范围，能实现恒载荷、恒应变和恒位移自动控制。
由计算机控制，使得试验机的操作自动化、试验程序化，试验结果和试验曲线由计算机屏幕直接显示。
图示国产CTM －5000系列的试验机为门式框架结构，拉伸试验和压缩试验在两个空间进行。
图1-2 试验机的机械原理图试验机主要由机械加载（主机）、基于DSP的数字闭环控制与测量系统和微机操作系统等部分组成。
（1）机械加载部分试验机机械加载部分的工作原理如图1-2所示。
由试验机底座（底座中装有直流伺服电动机和齿轮箱）、滚珠丝杠、移动横梁和上横梁组成。
上横梁、丝杠、底座组成一框架，移动横梁用螺母和丝杠连接。
当电机转动时经齿轮箱的传递使两丝杠同步旋转，移动横梁便可水平向上或相下移动。
移动横梁向下移动时，在它的上部空间由上夹头和下夹头夹持试样进行拉伸试验；在它的下部空间可进行压缩试验。
（2）基于DSP的数字闭环控制与测量系统是由DSP平台；基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环（力、变形、位移）控制系统；8路高精准24Bit 数据采集系统；USB1.1通讯；专用的多版本应用软件系统等。
（3） 微机操作系统试验机由微机控制全试验过程，采用POWERTEST 软件实时动态显示负荷值、位移值、变形值、试验速度和试验曲线；进行数据处理分析，试验结果可自动保存；试验结束后可重新调出试验曲线，进行曲线比较和放大。
可即时打印出完整的试验报告和试验曲线。
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。
低碳钢的拉伸试验
低碳钢的拉伸试验
1.目的：
2.试验方法：
拉伸试验通常采用万能试验机进行，主要包括以下步骤：
（1）样品制备：从低碳钢板材中切割出符合标准尺寸的试样，常见的试样形状包括平行四边形和圆柱形。
（2）试样安装：将试样安装在拉伸试验机上，并调整夹具确保试样的正常拉伸方向与加载方向一致。
（3）加载：以一定的速率施加拉力，逐渐增加试样的应变，直至试样发生断裂。
（4）数据记录：通过万能试验机记录加载过程中施加的拉力和试样的变形，获得应力-应变曲线。
（5）断口分析：对试样的断口进行显微观察，了解断口特征，评估材料的断裂模式。
3.结果分析：
拉伸试验的结果通常包括应力-应变曲线、抗拉强度、屈服强度、延伸率等参数。
应力-应变曲线可以揭示材料的力学性能变化规律，通过分析应力-应变曲线可以得到以下结论：
（1）线性阶段：应变增加时，应力与应变成线性关系，称为线弹性区。
（2）屈服点：经过一段线性阶段后，应力不再线性增加，出现明显
的偏离线性关系的现象，此时称为屈服点，屈服强度可以根据屈服点确定。
（3）抗拉强度：在拉伸试验中材料最大的抵抗外力的能力，即断裂
前的最大应力。
（4）断裂延伸率：材料在断裂前的最大拉伸变形程度，衡量材料的
延展性。
4.应用领域：
低碳钢的拉伸试验广泛应用于材料科学和工程领域。
低碳钢作为一种
常用的结构材料，其力学性能对结构的承载能力和安全性具有重要影响。
通过拉伸试验可以评估低碳钢材料的强度和延展性能，为结构设计提供参考。
此外，拉伸试验还可以用于比较不同材料的力学性能，评估材料的可
靠性和可用性。
总结：。
材料拉伸实验指导书
材料拉伸实验指导书一、实验目的1. 观察试件受力和变形之间的相互关系；2. 观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
3. 测定拉伸时低碳钢的强度指标（σs 、σb ）和塑性指标（δ、ψ）。
4. 学习、掌握拉伸试验机的使用方法及工作原理。
二、实验设备拉伸试验机；游标卡尺。
三、实验材料拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如下图所示：四、实验原理材料的机械性能指标s σ、b σ、δ、ψ是由拉伸破坏实验来确定的。
实验时弹性阶段卸荷后，试样变形立即消失，这种变形是弹性变形。
当负荷增加到一定值时，测力度盘的指针停止转动或来回摆动，拉伸图上出现了锯齿平台，即荷载不增加的情况下，试样继续伸长，材料处在屈服阶段。
此时可记录下屈服点载荷F S 。
当屈服到一定程度后，材料又重新具有了抵抗变形的能力，材料处在强化阶段。
当荷载达到最大值F b 后，试样的某一部位载面开始急剧缩小致使载荷下降。
至到断裂，这一阶段叫颈缩阶段。
实验中可测得： F s —屈服荷载。
F b —最大荷载。
L 1—断后标距部分长度。
A 1—断后最细部分载面积。
由此可计算1、屈服极限：0A P S s =σ2、强度极限：0A P b b =σ 3、延伸率：%100001⨯-=L L L δ4、截面收缩率：%100010⨯-=A A A ψ 其中A 0、L 0均为拉伸前试件的载面面积及标距。
五、实验步骤及注意事项1、试件的准备，试件中段取标距L 0=50mm ，在标距两端刻线（或冲眼）做为标志。
用游标卡尺在试件标距范围内，测量中产和两端三处直径d 0。
取最小值作为计算载面面积用。
2、试验机的准备：首先学习试验机操作规程。
估计低碳钢σb ，计算打断试件所需的最大荷载。
根据最大荷载选定试验机测力表盘和锤A 、B 、C 并调节缓冲手柄到相应的位置。
装好试件，调整指针对准零点。
3、检查试车：由教师检查以上准备情况，开动试验机，加少量荷载（勿使超过比例极限）检查试验机工作是否正常。
材料力学低碳钢拉伸实验指导书
1 低碳钢拉伸实验一、实验目的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s σ，抗拉强度b σ。
3．测定塑性材料的塑性指标：拉伸时的伸长率δ，截面收缩率ψ。
二、实验原理进行拉伸实验时，外力必须通过试样轴线，以确保材料处于单向应力状态。
实验机具有自动绘图装置，用以记录试样的拉伸图（即F-ΔL 曲线），形象地体现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σ-ε曲线）来表示：A F=σ——试样的名义应力 0l l∆=ε——试样的名义应变 A 0和L 0分别代表初始条件下的面积和标距。
σ-ε曲线与F-ΔL 曲线相似，但消除了几何尺寸的影响。
因此，可以代表材料的属性。
单向拉伸条件下的一些材料的机械性能指标就是在εσ-曲线上定义的。
如果实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εσ-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。
低碳钢具有良好的塑性，由εσ-曲线（图 1.1)可以看出，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段：（1）弹性阶段（OA ）：试件的变形是弹性的。
在这个范围内卸载，试样仍恢复原来的尺寸，没有任何残余变形。
习惯上认为材料在弹性范围内服从胡克定律，其应力、应变为正比关系，即εσE = （1-1） 比例系数E 代表直线OA 的斜率，称作材料的弹性模量。
（2）屈服（流动）阶段（BC ）：εσ-曲线上出现明显的屈服点。
这表明材料暂时丧失抵抗继续变形的能力。
这时，应力基本上不变化，而应变快速增长。
通常把下屈服点（Bˊ）作为材料屈服极限s σ。
s σ是材料开始进入塑性的标志。
结构、零件的应力一旦超过s σ，材料就会屈服，零件就会因为过量变形而失效。
材料力学实验指导书(低碳钢的拉伸实验)
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L0。
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L0，拉断后将两段试样紧密对接在一起。
量出拉断后的长度L1，伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即%100001⨯-=L L L 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%100010⨯-=A A A ψ 式中A0—试样原始横截面积；A1—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 ） do=10mm d1= Lo= L1=2. 计算伸长率δ和断面收缩率Ψ%100001⨯-=L L L δ %100010⨯-=A A A ψ3. 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。
材料力学实验讲义
通过软件或硬件的办法将系统的载荷、变形、位移及时间窗口调零。然后调整横梁将夹持注试样的下端部。
6．测试
通过软件控制横梁移动对试样进行加载，开始实验。试验过程中应注意曲线及数字显示窗口的变化，当出现异常情况时，需要及时中断试验。在试验结束后，应及时记录并保存试验数据求取下引伸计，以避免由于试样断裂引起的振动对引伸计产生损伤。
(C)
于是 （d）
式中： 是与材料有关的常数。
要使材料相同、尺寸不同的试样能测得相同的伸长率，必须使 是常数，为此国标选定 =5.56或11.3，对于圆柱试样，就相当于 （短试样）或 （长试样）。
用短试样测得的断后伸长率记为 ，用长试样侧得的断后伸长率记为 或 。显然， ，由试验知，同种金属材料 比 大1.2～1.5倍。
三、试样
为使实验结果可以相互比较，必须对试样、试验机及实验方法做出明确具体的规定。国标GB/T228－2002 “金属材料室温拉伸试验方法”中规定对金属拉伸试样通常采用圆形和板状两种试样，如图1-1所示。它们均由夹持、过渡和平行三部分组成。夹持部分应适合于试验机夹头的夹持。过渡部分的圆孤应与平行部分光滑地联接，以保证试样破坏时断口在平行部分。平行部分中测量伸长用的长度称为标距。受力前的标距称为原始标距，记作L0，通常在其两端划细线标志。
铸铁试样压缩图如图2-2a所示。载荷达最大值Fbc后稍有下降，然后破裂，能听到沉闷的破裂声。
铸铁试样破裂后呈鼓形，并在与轴线大约成45°的面上破断，这主要是由切应力造成的。
四、试验结果处理
原始数据记录参考表2-1。
表2-1原始数据记录表
测量时，两段在断口处应紧密对接，尽量使两段轴线在一直线上。若断口处形成缝隙，此缝隙应计入L1内。
对于材料相同、尺寸不同的试样，测得之伸长率是不同的。据实验知，试样颈缩前的均匀塑性伸长变形 由试样的原始标距 决定
低碳钢铸铁拉伸实验L讲解
提纲
1、试验目的 2、仪器设备及材料
√ 3、试验原理
4、试验方法及步骤 5、成果整理 6、思考题目
３、试验原理
一）低碳钢拉伸实验
低碳钢的拉伸过程分为四个阶段：
P
Pe Ps
Pb
Pp
力和位移示意图
△L
弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段
在屈服阶段，记录屈服荷载Ｐs 在强化阶段，记录最大荷载Ｐb
３、试验原理
a、功能： 可以通过网卡接口与计算机通讯，将各种试验操
作纳入计算机控制。 b、作用：
试台升降 标定传感器
2、仪器设备及材料
三) 软件
２、Ｅxperttest 试验软件
a、控制方式 应变、位移、速度。 Force、应力 几种方式可任意互换。
b、加载方式 加载、卸载、保持；可任意互换。
c、数据采集 主控信号： 应力、应变、 力、位移、时间。 采集方式：连续。
３、试验原理
二）铸铁拉伸实验
由于铸铁是脆性材料，易断，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。
P
Pb
△L
力和位移示意图
记录下铸铁断裂时的，记录最大 荷载Ｐb计算其拉伸
强度极限：σb = Ｐb/A
延伸率： δ = （L1-L0）/L0
由于脆性材料易断其断口 形状为平断
提纲
塑性材料脆性材料拉伸典型曲线
塑性材料力和位移图
脆性材料力和位移图 脆性材料力和位移图
低碳钢、铸铁拉伸试验
（实验项目二）
环境与土木工程学院
提纲
√ 1、试验目的
2、仪器设备及材料 3、试验原理 4、试验方法及步骤 5、成果整理 6、思考题目
低碳钢的拉伸试验概要
低碳钢的拉伸试验概要引言拉伸试验是一种常见的材料力学试验方法，用于评估材料在受拉力作用下的性能和行为。
低碳钢是一种广泛应用于工程领域的材料，具有良好的可塑性和可加工性。
本文将对低碳钢的拉伸试验进行概要介绍，包括试验装置、试验过程、数据处理和分析。
试验装置低碳钢的拉伸试验通常使用万能拉伸试验机进行。
该试验机由一个上夹具和一个下夹具组成，上夹具固定在试验机的上梁上，下夹具则与拉伸机的移动横梁连接。
上夹具和下夹具之间夹持着试样。
在试验过程中，试样会受到拉伸力的作用，下夹具会向下移动，直到试样断裂。
试验过程1.样品准备：从低碳钢板材中切割出试样，并注意保持试样的几何形状一致。
2.定义试验参数：根据需要确定拉伸试验的应变速率、应变范围等参数。
这些参数可根据标准进行选择，或根据具体材料性质和要求进行确定。
3.安装试样：将试样的一端夹在上夹具上，另一端夹在下夹具上。
确保试样夹持牢固，且试样的轴线与试验机加载轴线平行。
4.开始试验：设置试验机的速度和延时时间，并点击开始按钮启动试验。
试验机会以恒定的速度施加拉伸力，直到试样断裂。
5.记录数据：在试验过程中，试验机会实时记录试样的拉伸力和位移，并将数据转换成应力和应变。
可以使用数据采集软件来辅助记录数据。
数据处理完成试验后，可以对试验数据进行处理和分析，以获得低碳钢的力学性能参数。
1.计算应力：根据试验数据，计算试样在不同位置的应力。
应力可以通过除以试样的初始横截面积来计算。
2.计算应变：根据试验数据，计算试样在不同应力下的应变。
应变可以通过试样的位移除以初始标距来计算。
3.绘制应力-应变曲线：利用计算得到的应力和应变数据，绘制应力-应变曲线。
这条曲线可以反映低碳钢在受拉力作用下的变形行为。
4.识别材料特性：根据应力-应变曲线的形状，可以识别出低碳钢的屈服点、极限拉伸强度和断裂点等材料特性。
屈服点是试样开始塑性变形的点，极限拉伸强度是试样的最大应力点，断裂点是试样断裂的位置。
《材料力学实验指导书》.. (2)
课程教案课程名称：任课教师:所属院部：建筑工程与艺术学院教学班级:教学时间：2015—2016 学年第 1 学期湖南工学院实验一 拉伸实验一、本实验主要内容低碳钢和铸铁的拉伸实验.二、实验目的与要求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。
根据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（F L -∆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。
三、实验重点难点1、拉伸时难以建立均匀的应力状态.2、采集数据时，对数据的读取.四、教学方法和手段课堂讲授、提问、讨论、启发、演示、辩论等；实验前对学生进行实验的理论指导和提醒学生实验过程的注意事项。
五、作业与习题布置1、低碳钢拉伸图分为几阶段？每一阶段，力与变形有何关系？有什么现象？2、低碳钢和铸铁在拉伸时可测得哪些力学性能指标?用什么方法测得？实验一 拉伸实验拉伸实验是测定材料力学性能的最基本最重要的实验之一。
由本实验所测得的结果，可以说明材料在静拉伸下的一些性能，诸如材料对载荷的抵抗能力的变化规律、材料的弹性、塑性、强度等重要机械性能，这些性能是工程上合理地选用材料和进行强度计算的重要依据。
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.根据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（F L -∆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、实验设备和仪器万能材料试验机、游标卡尺、分规等。
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5l d =或10l d =。
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l =l =，A 为标距段内的截面积.四、实验方法与步骤1、低碳钢的拉伸实验(1)试件的准备：在试件中段取标距10l d =或5l d =在标距两端用分规打上冲眼作为标志，用游标卡尺在试件标距范围内测量中间和两端三处直径d （在每处的两个互相垂直的方向各测一次取其平均值）取最小值作为计算试件横截面面积用。
低碳钢拉伸试验 (2)
低碳钢拉伸试验引言低碳钢是一种重要的材料，在工业领域中被广泛应用。
通过对低碳钢进行拉伸试验，可以了解其力学性质和性能。
本文将介绍低碳钢拉伸试验的目的、步骤和结果分析。
目的低碳钢拉伸试验的目的是评估材料的强度、延展性和韧性等力学性能，为工程设计和材料选择提供参考。
通过拉伸试验，可以确定材料的屈服强度、抗拉强度、断裂强度和断裂延伸率等指标。
实验步骤低碳钢拉伸试验的步骤如下：1.样品制备：从低碳钢板材中裁剪出符合标准尺寸要求的拉伸样品。
样品的形状一般为矩形，长度和宽度分别为几倍的板材厚度。
2.样品标记：在样品的两端标记，以便在试验过程中准确定位。
3.试验设备准备：将拉伸试验机调整到适当的试验模式和参数。
根据标准要求，选择合适的加载速率和试验温度。
4.样品夹持：将样品夹在拉伸试验机的夹具上，确保牢固夹紧，避免出现滑移或松动。
5.试验执行：启动拉伸试验机，开始施加拉力。
根据设定的加载速率逐渐增加拉力，记录加载过程中的试验数据如应力和应变。
6.断裂分析：当样品发生断裂时，停止试验并记录断裂发生时的拉力和伸长量。
7.数据处理：根据试验中记录的数据，计算出材料的屈服强度、抗拉强度、断裂强度和断裂延伸率，进行结果分析。
结果分析通过对低碳钢拉伸试验的结果进行分析，可以得到以下结论：1.屈服强度：屈服强度是材料开始发生塑性变形的载荷值。
通过拉伸试验数据的分析，可以确定低碳钢的屈服强度，该数值用于工程设计中的强度计算。
2.抗拉强度：抗拉强度是材料在拉伸试验过程中最大的载荷值。
低碳钢的抗拉强度反映了其抵抗拉力的能力，也是评估材料强度的重要指标。
3.断裂强度：断裂强度是材料在拉伸试验结束时的载荷值。
该数值可以说明低碳钢的断裂韧性，即材料在受力过程中的断裂行为。
4.断裂延伸率：断裂延伸率反映了材料在拉伸试验过程中的延展性能，是衡量材料塑性变形能力的重要参数。
综上所述，通过低碳钢的拉伸试验可以得到材料的力学性能参数，为工程设计和材料选择提供重要参考。
低碳钢拉伸实验指导书
低碳钢拉伸实验指导书一、实验目的：1.观察试件受力和变形之间的相互关系；2.观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象；3.测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）；4.学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。
二、实验设备：1.微机控制电子万能试验机；2.游标卡尺。
三、实验材料：实验所用试件如下图所示：四、实验步骤及注意事项：1.试件准备：在试件上划出长度为l0的标距线，在标距的两端及中部三个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d0。
2.试验机准备：按试验机→计算机→打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。
按照“软件使用手册”，运行配套软件。
3.安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。
若夹具已安装好，对夹具进行检查。
4.夹持试件：若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。
5.开始实验：按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。
6.记录数据：试件拉断后，取下试件，将断裂试件的两端对齐、靠紧，用游标卡尺测出试件断裂后的标距长度l1及断口处的最小直径d1（一般从相互垂直方向测量两次后取平均值）。
低碳钢拉伸实验报告实验日期________年______月______日同组同学___________________________ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一、实验目的二、设备及仪器三、实验数据及计算结果应力−应变图绘制如下：铸铁压缩实验指导书一、实验目的：1. 观察试件受力和变形之间的相互关系；2. 观察铸铁在压缩过程中表现出的变形和破坏现象；3. 测定铸铁的强度极限 σb ；4. 学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。
低碳钢拉伸实验
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。
3.选择测力范围：
ＷＥ－１０Ａ万能材料试验机共有１００ＫＮ、５０ ＫＮ、２０ＫN三个读盘。根据附录Ⅱ查得低碳钢 （Ｑ２３５Ａ级）的强度极限为３７５-４６０ＭＰ 可估算出拉伸试验最大载荷在３０ＫＮ-40ＫＮ之间, 因此，做拉伸试验时选择５０ＫＮ的读数盘，并在摆 杆上配置相应的摆锤使与所选用的测力度盘相匹配。
(一) 低碳钢拉伸实验 （含碳量<0.3%的碳素钢） • 要反映同试件几何尺寸无关的特性 • 要标准化——
形状尺寸 试件的 加工精度
试验条件
国家标准规定《金属拉伸试验方法》（GB228-87）
试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）
得
曲线（拉伸图）
可估算出拉伸试验最大载荷在３０ＫＮ-40ＫＮ之间,因此，做拉伸试验时选择５０ＫＮ的读数盘，并在摆杆上配置相应的摆锤使与所选
用的测力度盘相匹配。
根据附录Ⅱ查得低碳钢（Ｑ２３５Ａ级）的强度极限为３７５-４６０ＭＰ
（含碳量<0.
将试样放在金属拉伸试样标距仪上打标记每１０mm打一个标记，共打１１个标记。
形状尺寸
这两个值——材料塑性标志
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。
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。
低碳钢拉伸实验【精品-PDF】
低碳钢拉伸实验【精品-PDF】
低碳钢拉伸实验是一种通过拉伸机械加工冷作工艺处理少量低碳钢样品而实现拉伸变形效果的实验方法。
将低碳钢样品放入拉伸机械中，放置开松，然后由手轮按照紧固规定重复反复加工，促使样品变形，得到预定形状后，再进一步用压力机对样品进行拉伸，拉伸后裂缝不能超过规定的尺寸，硬度上升后放松，就可以得到拉伸后的样品。
低碳钢拉伸实验的目的是检测低碳钢的抗压性能和抗拉性能。
它的实验内容主要有：一是实验室需要有可靠的拉伸机械，其性能可以满足实验的要求，二是实验的拉伸速度与抗拉强度的改变有关，拉伸时实验环境应稳定、温湿度适宜，实验样品应干燥、受潮，拉伸时实验装置要维护牢固，最后要注意样品本身、拉伸试样和拉伸机械的操作及安全，具体规范参照相关标准执行。
实验完成之后，可以对低碳钢拉伸及抗压性能分析检测。
有关拉伸实验，主要检测拉伸后钢材的力学、变形性能，包括压强实验、拉伸实验、疲劳实验以及其他的相关实验。
如检测拉伸后样品的抗压性能，该钢材后要检测最高拉伸应力、抗拉强度系数、断面收缩率、延伸率、抗拉强度最大应变、弹性模量、断后伸长率和抗压强度等抗压数据。
低碳钢拉伸实验可以为低碳钢的研究提供宝贵的实验数据，但由于拉伸可能会产生不可控的变形，因此其可靠性一般不会高于抗压实验，只能是研究后续可能出现的变形行为的一种借鉴。
因此，在开展低碳钢拉伸实验时，应仔细根据标准和规定，对各类参数和条件进行适当把控，以确保实验结果的准确性和可靠性。
低碳钢拉伸实验指导书知识讲解
实验一低碳钢拉伸实验及弹性模量E的测定一、实验目的1•了解试验设备一一WDW3100微控电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。
2•测定碳钢的屈服极限s、强度极限b、延伸率、断面收缩率。
3•测定弹性模量E。
4•观察拉伸过程中的各种现象，自动生成并打印拉伸图（P 一L曲线）5•分析材料的力学性质。
二、实验设备和量具1.设备：WDW3100微控电子万能试验机（图1-1）图1-1 WDW3100微控电子万能试验机2•计算机（安装实验机控制系统软件---如图1-2）,打印机一台图1-2 实验机控制系统软件操作界面3•电子应变引伸计。
4 •量具：游标卡尺WDW3100微控电子万能试验机主要技术参数:① 最大试验力：100KN ; ② 移动横梁行程：1200mm ； ③ 试验力精确度：0.5%;④ 试验速度：0.05 — 500mm/min ⑤横梁位移显示分辨率：0.01mm ⑥试验区宽度：570 mm100最大实 验 力 100KN工作原理:WDW3100微控电子万能试验机主要由上横梁、移动横梁、台面及两侧立柱组成框架结构，滚珠丝杠固定在台面和上横梁之间，两滚珠丝杠配合螺母及导套固定在移动横梁上。
电机通过三级同步带轮减速后带动丝杠旋转，推动移动横梁在设定速度下作直线运动以实现各种试验功能三、实验试件低碳钢试件如图I —3。
夹持部分用来装入试验机夹具中以便夹紧试件，过渡部分用来保证标距部分能均匀受力，这两部分的形状和尺寸，决定于试件的截面形状和尺寸以及机器夹具类型。
标距I o是待试部分，也是试件的主体，其长度通常简称为标距，也称为计算长度。
试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大。
为了能正确地比较各种材料的力学性质，国家对试件尺寸作了标准化规定。
拉伸试件分比例试件和非比例试件两种。
比例试件系按公式I o K . A计算而得。
式中I o为标距，A o为标距部分原始截面积，系数K通常为5.65和11.3（前者称为短试件，后者称为长试件）。
低碳钢拉伸试验报告讲诉
低碳钢拉伸试验一、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、试验原理拉伸试验是评定金属材料性能的常用检测方法，可以测定试样的强度与塑性性能。
试验过程中用万能材料试验机拉伸试样，直至断裂；用游标卡尺量测试样的原始标距（L0）、断后标距（L u）、试样直径（d0）以及试样断裂后缩颈处最小直径（d u），并从计算机中读出最大拉伸力（P m）和试样应变为0.2时对应的拉力（P0.2）；之后根据计算公式对试验数据进行处理得出断后伸长率（A）、断面收缩率（Z）、抗拉强度（R m）、非比例延伸强度（R P0.2）等，最后进行误差分析。
运用得出的数据，根据Hollomon公式以及线性拟合计算低碳钢的应变硬化指数n和应变硬化系数k。
低碳钢试样在拉伸试验中表现出较为典型的变形-抗力之间的关系，在“力-延伸曲线”中可以看到明显的四个阶段：1.弹性阶段：这一段试样发生完全弹性变形，当载荷完全卸除，试样恢复原样；2.屈服阶段：这一阶段试样明显增长，但载荷增量较小并出现上下波动，若略去这种载荷读数的微小波动，屈服阶段在“力-延伸曲线”上可以用水平线段表示；3.强化阶段：由于材料在塑性变形过程中发生加工硬化，这一阶段试样在继续伸长的过程中，抗力也不断增加，表现为曲线非比例上升；4.颈缩阶段和断裂：试样伸长到一定程度之后，载荷读数开始下降，此时可以看到在试样的某一部位的横截面面积显著收缩，出现颈缩现象，直到试样被拉断。
试验一般在室温10℃~30℃的温度范围内进行，若对温度有严格要求，则温度应控制在23℃±5℃范围内。
三、试验设备及材料3.1 试验材料与试样3.1.1 试验材料表1 试验材料3.1.2 试样本试验使用退火低碳钢、正火低碳钢、淬火低碳钢的R4圆形截面比例试样（GB/T228-2002）各一个。
根据GB/T228-2002规定，R4试样的规格如下比例系数k=L0/试样直径d/mm过度弧半径r/mm原始标距L0/mm 平行长度L c/mm5.65 10 ≧7.5 50 ≧55尺寸公差/mm ±0.07 形状公差/mm 0.04图1 低碳钢拉伸试验R4试样3.2测量工具、仪器、设备1.设备仪器(1)游标卡尺a.国标GB/T228-2002中要求其分辨率应优于0.1mm，准确到±0.25；b.实验室中游标卡尺的量程为150mm，精确度为0.02毫米。
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实验一 低碳钢拉伸实验及弹性模量E 的测定
一、实验目的
1．了解试验设备——WDW3100微控电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。
2．测定碳钢的屈服极限
s σ、强度极限b σ、延伸率δ、断面收缩率ψ。
3．测定弹性模量E 。
4．观察拉伸过程中的各种现象，自动生成并打印拉伸图（P 一L ∆曲线）。
5．分析材料的力学性质。
二、实验设备和量具
1．设备：WDW3100微控电子万能试验机（图1-1）。
图1-1 WDW3100微控电子万能试验机
2．计算机（安装实验机控制系统软件---如图1-2），打印机一台。
3．电子应变引伸计。
4．量具：游标卡尺。
WDW3100微控电子万能试验机主要技术参数：
①最大试验力：100KN ；
②移动横梁行程：1200mm ；
③试验力精确度：0.5%；
④试验速度：0.05—500mm/min ；
⑤横梁位移显示分辨率：0.01mm ；
⑥试验区宽度：570 mm 。
万能
D 3
W 电
子 W 微机 控制 系列 100 最大实验力
100KN
图1-2 实验机控制系统软件操作界面
工作原理：
WDW3100微控电子万能试验机主要由上横梁、移动横梁、台面及两侧立柱组成框架结构，滚珠丝杠固定在台面和上横梁之间，两滚珠丝杠配合螺母及导套固定在移动横梁上。
电机通过三级同步带轮减速后带动丝杠旋转，推动移动横梁在设定速度下作直线运动以实现各种试验功能。
三、实验试件
低碳钢试件如图l —3。
夹持部
分用来装入试验机夹具中以便夹紧试件，过渡部分用来保证标距部分能均匀受力，这两部分的形状和尺寸，决定于试件的截面形状和尺寸以及机器夹具类型。
标距l 0是待试部分，也是试件的主体，其长度通常简称为标距，也称为计算长度。
试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大。
为了能正确地比较各种材料的力学性质，国家对试件尺寸作了标准化规定。
拉伸试件分比例试件和非比例试件两种。
比例试件系按公式00A K l =计算而得。
式中0l 为标距，0A 为标距部分原始截面积，系数K 通常为5.65和11.3（前者称为短试件，后者称为长试件）。
据此，短、长圆形试件的标距长度0l 分别等于50d 、100d 。
非比例试件的标距与其原横截面间无上述一定的关系。
根据国家标准（GB228—87）将比例试件尺寸列表如下：
试件 标距长度0l （mm ） 横截面积A 0（mm ）
圆形试样
直径
表示延伸率 的符号 比例 长 03.11A
10d 0 任意 任意 10δ 5δ
短 065.5A 5d 0 表中:①d 0表示试件标距部分原始直径；
②10δ、5δ分别表示标距长度L 0为d 0的10倍或5倍的试件延伸率。
常用试件的形状尺寸、表面粗糙度等可查国家标准GB228—87中的附录一、二。
图1-3 圆形截面试件
四、实验方法及实验原理
1、测定试件的截面尺寸
圆试件测定其直径0d 的方法是：在试件标距长度的两端和中间三处予以测量，每处在两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均值，然后取这三个平均数的最小值作为0d 。
2、试件标距长度0l 的确定
除了要根据圆试样的直径0d 来确定外，还应将其化到5mm 或10mm 的倍数。
等于或大于2.5mm 但小于7.5mm 者化整为5mm ；等于或大于7.5mm 者进为10mm ，依此类推。
在标距两端各打一小标点，使其连线平行于试样的轴线。
将两标点间的距离等分10格或20格，并刻出分格线，以便观察变形分布情况，测定其伸长率 。
3、试验加载范围
根据低碳钢的强度极限，估计加在试件上的最大载荷，确定试验机最大试验力是否足够。
由于试验机测力部分本身精确度的限制，WDW3100微控电子万能试验机的测力范围为：最大试验力100KN 的0.4%--100%，即0.4KN —100KN 。
实验时应保证全部待测载荷均在此范围之内。
4、试验过程分析
正式实验开始，用慢速加载，使试件的变形匀速增长。
国家标准规定的拉伸速度是：屈服前，应力增加速度为10MPa ／s ，屈服后，试验机活动夹头在负荷下的移动速度不大于0.50l ／min 。
对于低碳钢来说，屈服时的曲线如图1—4(a)所示，其中P S 上叫做上屈服载荷，（
a ） (b)
图1-4 不同钢材的屈服图
与锯齿状曲线段最低点相应的最小载荷P S 下叫下屈服载荷。
由于上屈服载荷随试件过
渡部分的不同而有很大差异，而下屈服载荷则基本一致，因此一般规定用下屈服载荷来计算屈服极限00//A P A P s s s 下==σ。
有些材料，屈服时的L P ∆-曲线基本上是一个平台的曲线而不是呈现出锯齿形状，如图1—4(b)所示。
屈服阶段终了以后，要使试件继续变形，就必须加大载荷。
这时载荷—变形曲线将开始上升，材料进入强化阶段，试件的横向尺寸有明显的缩小。
如果在强化阶段的某一点处进行卸载，则可以得到一条卸载曲线，实验表明，它与曲线的起始直线部分基本平行。
卸载后若重新加载，加载曲线则沿原卸载曲线上升直到该点，此后曲线基本上与未经卸载的曲线重合，这就是冷作硬化效应。
随着实验的继续进行，当载荷达到某一值P b ，载荷不再增加的情况下，ΔL 继
续增加，试件开始出现颈缩现象，继续拉伸直至试件最后在颈缩处断裂。
根据测得的P b 可以按0/A P b b =σ 计算出强度极限b σ。
其拉伸过程如图1-5所示。
5、试件断后标距部分长度1l 的测量
将试件拉断后的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使其轴线位于一条直线上。
拉断处由于各种原因形成缝隙，则此缝隙应计入试样拉断后的标距部分长度内。
如拉断处到邻近标距端点的距离大于0l ／3，1l 可直接测量两端点间的长度。
测量了 1l ，按下式计算伸长率，即 %1000
01⨯-=
l l l δ。
图1-5 低碳钢拉伸图
圆形试样在缩颈最小处两个相互垂直方向上测量其直径，用二者的算术平均值作为断口直径1d ，来计算其1A 。
断面收缩率按下式计算：％1000
10⨯-=A A A ψ 最后，在进行数据处理时，按有效数字的选取和运算法则确定所需的位数，所需位数后的数字，按四舍六入五单双法处理。
6、低碳钢弹性模量E 的测定
若要测定试件的弹性模量E ，则在试验前应在试件上安装电子应变引伸计。
材料弹性模量E 的测定，是在比例极限以内的拉伸试验中进行的。
低碳钢在比例极限内服从胡克定律，即：
0EA PL L =∆ 式中，P ——轴向拉力（N ）
L 0——试件标距长度（m ）
A 0——为试件原始截面面积（m 2）
E ——材料弹性模量（P a ）
五、实验操作步骤
1、打开总电源；
2、打开机架背后的空气开关；
3、打开机架前面的钥匙开关；
4、打开电脑及打印机；
5、点击桌面“材料试验机”图标，进入实验软件界面；
6、单击菜单栏“联机”，使软件进入控制试验机状态；
7、单击菜单栏“试样录入”，测量试验样件参数，输入试样编号、试样参数等信息，保存并关闭退出；
8、单击菜单栏“参数设置”，确定主要实验参数，关闭退出；
9、各项显示参数“清零”；
10、将试件安装在试验机上，注意试件两端与卡槽底面均留有间隙，然后紧固试件。
再将电子应变引伸计的插销插入销孔后安装于试件上，确保安装牢固，然后
图1-6 拉伸试验结果分析
拔出插销。
横梁上升期间注意安全，防止试件运动过快冲击上夹头，遇危险则立即按手轮或操作面板上的“STOP”按钮；
11、单击菜单栏“试验开始”，进入拉伸试验过程；
12、密切观察试验过程，依提示进行各项操作，随时用手轮或操作面板调节进给速度；
13、直至试件拉断，取下两段试件将其对接，测量断面直径和伸长后的标距；
14、回到电脑前，顺序点击菜单栏“结束实验”“数据管理”，在弹出的对话框中输入相关数据，点击“确定”显示实验数据。
，分析其各项数据。
点击“报表”，进行页面设置，选择单元项目并打印。
（如图1-6）；
15、关闭“数据管理”，单击菜单栏“脱机”、“关闭”，关闭电脑、打印机，关钥匙开关、空气开关、总电源，试验结束。
16、填写试验报告并上交。