北京科技大学材料力学性能试验1——低碳钢拉伸试验.

北京科技大学材科1005班 XXX 材料力学性能试验低碳钢拉伸试验报告

低碳钢拉伸试验报告

XXX

北京科技大学材料科学与工程学院材科1005班

一、试验目的与要求

1. 测定低碳钢在退火、正火和回火三种不同热处理状态下的强度与塑性。

2. 测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数。

相关实验任务按照国标GB/T228-2002要求完成。

二、试验内容

通过室温拉伸实验测试三种不同热处理状态下的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率，并通过Hollomon公式计算应变硬化指数和应变硬化系数，测试过程执行GB/T228-2002。

1. 实验材料与试样

试验材料：退火低碳钢、正火低碳钢和淬火低碳钢。

试验试样：在退火、正火和回火低碳钢R4标准试样各一个。

2. 实验设备与仪器

游标卡尺，最高精度为0.02mm

划线器，标记准确到±1%

引伸计，标距50mm

万能材料试验机WDW-200D。主要性能指标如下：

◆最大载荷200KNI

◆试验力精度优于示值得0.5%

◆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：分辨率为0.001mm

◆横梁速度范围：0.005mm/min-500mm/min，无级，任意设定

◆夹具形式：标准楔形拉伸附具、压缩附具、弯曲附具

◆载荷传感器：0.5级

3. 试验步骤

a) 给三个试样编号。

b) 用游标卡尺测量试样的原始直径d0II，并检测是否满足R4标准试样公差要求III。 c) 用划线器标识试样的原始标距L0。

d) 装卡引伸计并安装试样。

e) 调试程序并开始测试IV。 I 低碳钢回火后的抗拉强度在600MPa左右，R4标准试样的直径为10mm，估计最大试验力F=600×10−6×π(10×10−3)2=47kN<200kN，

故200KN满足实验需要。 14II原始直径d0测量方法为：用游标卡尺在等直段上选取试样的两端和中央的三个截面，每一个截面沿互相垂直的两个方向测出直径，取最小直径计算截面积S0。

III按照国标GB/T228-2002规定，R4标准试样的尺寸公差为±0.07mm，形状公差为0.04mm。

IV 按照国标GB/T228-2002规定，材料弹性模量≥150000N/mm2时，应力速度最小为6(N/mm2)s-1，最大为20(N/mm2)s-1

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f)

g)

h)

i)

j)

当载荷达到最大时取下引伸计V。继续加载直至试样断裂，取下试样。用游标卡尺测量断后最小直径du和断后标距长度LuVI。对其他试样重复上述步骤。处理实验数据VII

三、实验数据

1. 试样原始直径测量：

试样编号

1 10.04

2 10.00

3 9.98 表1 试样原始直径测量数据试样原始直径d0/mm 试样原始截面积S0/mm2 10.02 10.0

4 10.02 10.02 10.00 78.54 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 78.54 9.98 10.00 10.00 10.00 9.98 78.23

1其中试样截面积S0=4πd02

由于每个试样的最大与最小直径差不超过0.04mm，故全部试样均满足R4标准试样的

公差要求。

2. 试样断后直径测量：

表2 试样的断后直径测量数据

试样编号试样断后直径du/mm du平均值/mm 最小截面积Su/mm2

1 5.70 5.70 5.76 5.7

2 5.72 5.70 5.72 25.67

2 6.08 6.06 6.06 6.02 6.00 6.06 6.05 28.72

3 5.50 5.52 5.5

4 5.58 5.50 5.53 24.00

计算三个试样的断后直径测量误差：

1号试样：

∆du

(5.70−5.72)2+(5.70−5.72)2+(5.76−5.72)2+(5.72−5.72)2+(5.72−5.72)2+(5.70−5.72)2=√6−1

=0.02mm

考虑到游标卡尺的测量精度为0.02mm：∆du==0.03mm

∆du0.03==0.5%<1% du5.72

故测量结果满足国标GB/T228-2002中的要求。

V 取下引伸计的目的是防止引伸计超出量程而损坏，取下引伸计后应变数据由位移传感器提供。

VIdu与lu测量方法为：将试样仔细拼接在一起，使其轴线处于同一直线上测量Lu，在颈缩最小的截面上取

相互垂直的方向测量du。

VII 按照国标GB/T228-2002规定，Rel，Rm在200N/mm2-1000 N/mm2范围内时，修约间隔为5 N/mm2，A

的修约间隔为0.5%，Z的修约间隔为0.5%。

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2号试样：∆du

(6.08−6.05)2+(6.06−6.05)2+(6.06−6.05)2+(6.02−6.05)2+(6.00−6.05)2+(6.06−6.05)2=√6−1=0.03mm

考虑到游标卡尺的测量精度为0.02mm：∆du=√0.03+0.02=0.04mm

∆du0.04

==0.7%<1% du5.53故测量结果满足国标GB/T228-2002中的要求。

3号试样：∆du

(5.50−5.53)2+(5.52−5.53)2+(5.54−5.53)2+(5.58−5.53)2+(5.50−5.53)2√=

5−1=0.03mm

考虑到游标卡尺的测量精度为0.02mm：∆du=√0.03+0.02=0.04m

∆du0.03

==0.5%<1% du5.72故测量结果满足国标GB/T228-2002中的要求。

3. 试样断后标距测量：

表3 试样的断后标距测量数据

试样编号试样断后标距Lu/mm

1 69.24 69.34 69.2

2 68.24 67.86 68.12 68.16 68.12 3VIII - - - - - 以2号试样计算断后标距测量误差: ∆Lu

68.24 -