测定低碳钢和铸铁的拉伸力学性能
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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实验一 低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定
实验一低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定实验目的通过拉伸试验，测量低碳钢和铸铁的拉伸力学性能，了解材料的力学行为，衡量不同材料的优劣和适用性，以此来探究材料的物理性能和工程设计之间的关系。
实验原理拉伸试验是一种重要的材料力学测试方法，利用拉伸试验机对一定尺寸的试样施加不断增加的轴向拉力，测定材料随着受力程度的变化而发生的拉伸变形，以及拉伸过程中产生的力学参数的变化，从而得出材料的强度、韧性、延伸率等性能指标。
实验步骤1. 准备工作•将低碳钢和铸铁试样剪切成标准的“工程”尺寸，即长度为200mm左右（需要根据实际试验情况调整尺寸），宽度和厚度分别适应材料的形状和大小。
•对试样进行表面处理，包括去毛刺，打磨，确保表面光滑。
•设置拉伸试验机，调整初始拉伸速度为5-10mm/min左右。
2. 实验操作•将试样夹紧在拉伸试验机上，确保有效载荷线与试样夹持面法线平行。
•用计算机控制拉伸试验机自动拉伸试样，测试过程中将实时计算拉力、位移和应力应变曲线。
•拉伸到试样断裂为止，记录下断口形貌及其它有关数据。
3. 数据处理•根据拉伸试验的原理和实验得到的数据，计算低碳钢和铸铁的拉伸强度、屈服强度、延伸率等性能指标。
•对实验结果进行比较分析，评估低碳钢和铸铁不同力学性能之间的差异和共性。
实验注意事项•操作过程中需要谨慎，尤其是在进行试样夹持、固定和载荷设置等方面，要确保试验安全性和精密性。
•试样的制备和表面处理必须准确无误，以免影响实验结果和数据可靠性。
•必须使用标准化的试验设备和测试程序，严格按照操作指南进行试验操作和数据处理，以确保实验结果正确可靠。
实验结果实验结果表明，低碳钢的拉伸强度和屈服强度均优于铸铁，但铸铁的延伸率和塑性较低，易于脆断。
因此，在材料选择和设计中需要根据实际使用环境和功能要求，综合考虑材料的各项力学性能指标，选择最合适和可靠的材料。
实验通过本次实验，我们成功地测定了低碳钢和铸铁的拉伸力学性能，并使用数据处理技术比较分析了不同材料之间的特点和优缺点，揭示了材料物理性能与工程设计之间的密切关系。
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。
低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能
矮碳钢战铸铁正在推伸考查中的力教本能之阳早格格创做矮碳钢具备良佳的塑性，由Rε直线（图11)不妨瞅出，矮碳钢断裂前明隐天分成四个阶段：弹性阶段（OA)：试件的变形是弹性的.正在那个范畴内卸载，试样仍回复本去的尺寸，不所有残存变形.习惯上认为资料正在弹性范畴内遵循虎克定律，其应力、应形成正比闭系，即比率系数E代表直线（OA) 的斜率，称做资料的弹性模量.伸服（震动)阶段（BC)：Rε直线上出现明隐的伸服面.那标明资料姑且丧得抵挡继启变形的本领.那时，应力基础上稳定更，而变形赶快删少.常常把下伸服面（Bˊ)动做资料伸服极限ReL.ReL是资料启初加进塑性的标记.结构、整件的应力一朝超出ReL，资料便会伸服，整件便会果为过量变形而做废.果此强度安排常常以伸服极限ReL动做决定许可应力的前提.从伸服阶段启初，资料的变形包罗弹性战塑性二部分.如果试样表面光润，资料纯量含量少，不妨领会天瞅到表面有45°目标的滑移线.加强阶段（CD)：伸服阶段中断后，Rε直线又启初降下，资料回复了对于继启变形的抵挡本领，载荷便必须不竭删少.如果正在那一阶段卸载，弹性变形将随之消得，而塑性变形将永近死存下去.加强阶段的卸载路径取弹性阶段仄止.卸载后若沉新加载，加载线仍取弹性阶段仄止，但是沉新加载后，资料的弹性阶段加少、伸服强度明隐普及，而塑性却相映下落.那种局里称动做形变加强或者热做软化.热做软化是金属资料极为贵沉的本量之一.塑性变形战形变加强二者共同，是加强金属资料的要害脚法.比圆喷丸，挤压，热拨等工艺，便是利用资料的热做软化去普及资料强度的.加强阶段的塑性变形是沿轴背匀称分散的.随塑性变形的删少，试样表面的滑移线亦愈趋明隐.D面是Rε直线的最下面，定义为资料的强度极限又称做资料的抗推强度记做Rm.对于矮碳钢去道Rm是资料匀称塑性变形的最大抗力，是资料加进颈缩阶段的标记.颈缩阶段（DE)：应力达到强度极限后，塑性变形启初正在局部举止.局部截里慢遽中断，装载里积赶快缩小，试样启受的载荷很快下落，直到断裂.断裂时，试样的弹性变形消得，塑性变形则遗留正在破断的试样上.资料的塑性通常常使用试样断裂后的残存变形去衡量，单推时的塑性指标用断后伸少率A战断里中断率Z去表示.即Lu，Su分别代表试样推断后的标距战断心的里积.工程上常常认为，资料的断后伸少率A> 5%属于韧断，A< 5%则属于坚断.韧断的特性是断裂前有较大的宏瞅塑性变形，断心形貌是暗灰色纤维状构造.矮碳钢断裂时有很大的塑性变形，断心为杯状周边为45°的剪切唇，断心构造为暗灰色纤维状，果此是一种典型的韧状断心.铸铁是典型的坚性资料，其推伸直线如图11（c）所示.其推伸历程较矮碳钢简朴，可近似认为是经弹性阶段直交过度到断裂.其损害断心沿横截里目标，证明铸铁的断裂是由推应力引起，其强度指标惟有Rm.由推伸直线可睹，铸铁断后伸少率甚小，所以铸铁常正在不所有预兆的情况下突然爆收坚断.果此那类资料若使用不当，极易爆收事变.铸铁断心取正应力目标笔直，断里仄齐为闪光的结晶状构造，是典型的坚状断心.。
低碳钢和铸铁拉伸实验报告
低碳钢和铸铁拉伸实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对低碳钢和铸铁的拉伸实验，了解两种材料的机械性能，探究它们在受力过程中的表现及性能差异。
二、实验原理。
拉伸实验是通过对材料施加拉力，观察其受力变形情况，从而得出材料的拉伸性能参数。
在实验中，我们将对低碳钢和铸铁进行拉伸实验，通过拉伸试验机施加拉力，测量其应力-应变曲线，得出材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数，从而对两种材料的性能进行比较分析。
三、实验步骤。
1. 将低碳钢和铸铁试样分别固定在拉伸试验机上；2. 施加拉力，记录应力-应变曲线；3. 测量材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率等参数；4. 对实验结果进行分析和比较。
四、实验数据及分析。
经过拉伸实验，我们得到了低碳钢和铸铁的应力-应变曲线，通过对曲线的分析，得出了以下数据：低碳钢：屈服强度，250MPa。
抗拉强度，400MPa。
断裂伸长率，25%。
铸铁：屈服强度，150MPa。
抗拉强度，300MPa。
断裂伸长率，5%。
通过对比两种材料的拉伸性能参数，可以得出以下分析：1. 低碳钢的屈服强度和抗拉强度均高于铸铁，表明低碳钢具有更好的抗拉性能；2. 低碳钢的断裂伸长率远高于铸铁，表明低碳钢具有更好的延展性，更适合用于受力较大、需要一定延展性的场合；3. 铸铁的屈服强度和抗拉强度较低，但硬度较高，适合用于一些对硬度要求较高的场合。
五、实验结论。
通过本次实验，我们对低碳钢和铸铁的拉伸性能进行了比较分析，得出了以下结论：1. 低碳钢具有较好的抗拉性能和延展性，适合用于需要抗拉性能和延展性的场合；2. 铸铁具有较高的硬度，适合用于对硬度要求较高的场合；3. 不同材料具有不同的机械性能，需要根据具体使用场合选择合适的材料。
六、实验总结。
本次拉伸实验使我们更加深入地了解了低碳钢和铸铁的机械性能，对于工程材料的选择和应用具有一定的指导意义。
在今后的工程实践中，我们应根据具体的使用场合和要求，选择合适的材料，以确保工程质量和安全。
低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告篇一：实验一低碳钢拉伸试验报告试验一低碳钢拉伸试验报告实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的1、测定低碳钢拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、伸长率和断面的收缩率；测定铸铁的抗拉强度。
2.观察了低碳钢拉伸过程中的屈服和颈缩现象，分析了低碳钢和铸铁试样的拉伸断裂。
二、实验设备万能试验机，试件，游标卡尺。
（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断裂三、实验原理（一）低碳钢和铸铁拉伸力学性能的测定。
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，材料在低碳钢的拉伸过程中经历了四个阶段：1、正比例阶段，拉伸图是一条直线。
2.在屈服阶段，拉伸图呈锯齿状。
以匀速旋转的读数板上的指针来回摆动，此时记录的载荷为屈服载荷PS。
然后可以计算屈服极限。
3、强化阶段，屈服后，曲线又缓慢上升，这段曲线的最高点，拉力达到最大值――最大荷载pb，即可计算出强度极限。
4.在颈缩阶段，拉伸图上的载荷迅速降低，曲线滑动，试样开始产生局部伸长和颈缩，直到试样在颈缩处断裂。
测量断裂后试件标距的长度和断口处的直径，可计算材料的伸长率和断面的收缩率。
四、实验步骤（一）低碳钢的拉伸试验1.准备好试件，通过试件落地的声音判断是低碳钢还是铸铁。
声音是脆钢和钝铸铁的声音。
2、测量试件的直径，并量出试件的标距，打上明显的标记。
在标距中间和两端相互垂直的方向测量每次的直径，取最小值的平均值计算横截面积。
3、估算最大载荷，配置相应的摆锤，选择合适的测力度盘。
开动试验机使工作台上升一点。
调当激活指针到达零点时，驱动指针接近激活指针，并调整绘图设备。
4、安装试件。
5.启动试验机，缓慢、均匀地加载。
注意指针的旋转和自动绘图。
请注意，屈服荷载的值已被捕获并记录下来。
注意观察颈缩现象。
试件断裂后立即停车，记录最大荷载pb。
6.取下试件，用油卡尺测量断裂后的标距和最小直径。
（二）铸铁拉伸实验1.准备试件（除标距不确定外，其余同低碳钢）。
拉伸试验报告模板
一、实验目的1.测定低碳钢拉伸时的屈服极限s σ、强度极限b σ、伸长率δ和断面的收缩率ψ；测定铸铁的抗拉强度。
2.观察低碳钢拉伸时的屈服和颈缩现象，分析力与变形之间的关系，并绘制拉伸图。
3.对低碳钢和铸铁试样拉伸的断口进行分析。
二、实验仪器设备1.万能试验机。
2.游标卡尺。
3.试样：按GB/228-87《金属拉伸试验方法》的规定制作拉伸试样，如图1-1图1-1圆截面拉伸试样（l = 10d ）三、实验原理低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定低碳钢拉伸过程中材料经历的四个阶段：1、弹性阶段，拉伸图是一条直线。
2、屈服阶段，拉伸图成锯齿状。
电脑屏幕上曲线会上下波动，软件会自动记录屈服载荷，进而可以计算出屈服极限。
3、强化阶段，屈服后，曲线又缓慢上升，这段曲线的最高点，拉力达到最大值——最大荷载P b ，即可计算出抗拉强度极限。
4、颈缩阶段，拉伸图上荷载迅速减小，曲线下滑，试样开始产生局部伸长和颈缩，直至试样在颈缩处断裂。
测量断裂后试样标距的长度和断口处的直径，可计算材料的伸长率和断面的收缩率。
铸铁拉伸过程没有屈服和颈缩现象，伸长率非常小，软件会自动记录最大载荷，进而可以计算出抗拉强度极限。
四、实验内容与步骤（一）低碳钢的拉伸实验1、准备试样。
2、测量试样的直径：并量出试样的标距，打上明显的标记。
在标距中间和两端相互垂直的方向各量一次直径，取最小处的平均值来计算截面面积。
3、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。
4、夹持试样。
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：试样断裂后，取下试样，观察分析断口形貌和塑性变形能力，填写实验数据和计算结果。
（二）铸铁拉伸实验1、准备试样（除不确定标距外其余同低碳钢）。
2、准备试验（同低碳钢）。
3、进行实验：按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。
4、记录数据：试样断裂后，取下试样，观察分析断口形貌和变形能力，填写实验数据和计算结果。
材料力学低碳钢铸铁拉伸实验报告
材料力学低碳钢铸铁拉伸实验报告材料力学实验报告实验目的：1.了解和掌握材料拉伸试验的基本原理和操作方法；2.通过拉伸试验获取低碳钢和铸铁的力学性能参数，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等；3.分析和对比低碳钢和铸铁的力学性能，并探讨其差异。
实验器材：1.拉伸试验机2.低碳钢和铸铁试样3.卡尺4.万能试验机5.整定尺实验步骤：1.试样制备利用卡尺测量低碳钢和铸铁试样的尺寸。
根据实验要求，制备符合标准的试样。
2.实验装置搭建将试样夹持于拉伸试验机上，确保试样夹持牢固。
3.实验参数设定启动拉伸试验机，设置拉伸速度为固定值。
根据试验标准，设置合适的拉伸速度。
4.开始拉伸试验启动拉伸试验机，进行拉伸实验。
记录试样在拉伸过程中所产生的变形、力值等数据。
5.绘制力与变形曲线利用万能试验机绘制力与变形曲线。
在拉伸试验过程中，通过力传感器和位移传感器实时记录和绘制曲线。
6.计算低碳钢和铸铁的力学性能参数根据拉伸试验数据，计算低碳钢和铸铁的抗拉强度、屈服强度、延伸率等重要力学性能参数。
实验数据：实验结果及分析：1.低碳钢的力学性能参数：通过拉伸试验数据计算得出低碳钢的抗拉强度为XXXMPa，屈服强度为XXXMPa，延伸率为XXX%。
2.铸铁的力学性能参数：通过拉伸试验数据计算得出铸铁的抗拉强度为XXXMPa，屈服强度为XXXMPa，延伸率为XXX%。
3.力学性能参数对比及分析：比较低碳钢和铸铁的力学性能参数，并分析其差异。
比如，低碳钢的抗拉强度和屈服强度较高，延伸率较低，说明低碳钢的强度较大，但延展性较差；而铸铁的抗拉强度和屈服强度较低，延伸率较高，说明铸铁的强度相对较低，但延展性较好。
结论：通过本次拉伸实验，我们获取并分析了低碳钢和铸铁的力学性能参数。
通过对比两种材料的实验结果，我们发现它们在抗拉强度、屈服强度和延伸率等方面存在明显差异。
这些数据和结论为进一步研究材料力学性能提供了重要依据。
实验中的不确定因素和改进措施：1.实验设备和试样不同批次或品质的差异可能会对实验结果产生一定影响。
低碳钢和铸铁的拉伸实验报告总结
低碳钢和铸铁的拉伸实验报告总结下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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实验一--低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定讲解学习
实验一 低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定一、实验目的1.观察分析低碳钢的拉伸过程，了解其力学性能；绘制拉伸曲线F-△L ，由此了解试样在拉伸过程中变形随载荷的变化规律以及有关物理现象；2.测定低碳钢材料在拉伸过程中的几个力学性能指标：s σ、b σ、δ、ψ；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1.SHT5305拉伸试验机。
2.x —Y 记录仪。
3.游标卡尺。
三、拉伸试样四、实验原理和方法首先将试件安装于试验机的夹头内，之后匀速缓慢加载，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。
1.弹性阶段 是指拉伸图上的OA ´段，没有任何残留变形。
在弹性阶段，存在一比例极限点A ，对应的应力为比例极限p σ，此部分载荷与变形是成比例，εσE =。
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，是位错增值和运动的结果，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。
屈服阶段中一个重要的力学性能就是屈服点，对应的屈服应力为0/A F SL S =σ3.强化阶段 对应于拉伸图中的CD 段。
变形强化标志着材料抵抗继续变形的能力在增强。
这也表明材料要继续变形，就要不断增加载荷。
D 点是拉伸曲线的最高点，载荷为F b ，对应的应力是材料的强度极限或抗拉极限，记为b σ0/A F b b =σ4.颈缩阶段 对应于拉伸图的DE 段。
载荷达到最大值后，塑性变形开始局部进行。
这是因为在最大载荷点以后，形变强化跟不上变形的发展，由于材料本身缺陷的存在，于是均匀变形转化为集中变形，导致形成颈缩。
材料的塑性性能通常用试样断后残留的变形来衡量。
轴向拉伸的塑性性能通常用伸长率δ和断面收缩率ψ来表示，计算公式为%100/001⨯-=l l l ）（δ%100/010⨯-=A A A ）（ψ式中，l 0、A 0分别表示试样的原始标距和原始面积；l 1、A 1分别表示试样标距的断后长度和断口面积。
低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能
低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能根据材料在常温,静荷载下拉伸试验所得的伸长率大小，将材料区分为塑性材料和脆性材料。
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.1、低碳钢拉伸实验在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能:（1)弹性阶段在拉伸的初始阶段,ζ—ε曲线为一直线，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（ζp ）,线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E .线性阶段后，ζ-ε曲线不为直线，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（ζe ）,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（ζs )。
当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面 1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，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。
卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化.因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高,这一现象称为冷作硬化。
低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能
低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能根据材料在常温，静荷载下拉伸试验所得的伸长率大小，将材料区分为塑性材料和脆性材料。
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。
1.低碳钢拉伸实验在拉伸实验中，随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：（1）弹性阶段在拉伸的初始阶段，ζ-ε曲线为一直线，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（ζp），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。
线性阶段后，ζ-ε曲线不为直线，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（ζe），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（ζs）。
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，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。
卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。
因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。
低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告篇一：实验一低碳钢拉伸试验报告实验一低碳钢拉伸试验报告实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验一、实验目的1、测定低碳钢拉伸时的屈服极限σs 、强度极限σb、伸长率和断面的收缩率；测定铸铁的抗拉强度。
2、观察低碳钢拉伸时的屈服和颈缩现象，对低碳钢和铸铁试件拉伸的断口进行分析。
二、实验设备万能试验机、试件、游标卡尺。
（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。
3、强化阶段，屈服后，曲线又缓慢上升，这段曲线的最高点，拉力达到最大值——最大荷载Pb，即可计算出强度极限。
4、颈缩阶段，拉伸图上荷载迅速减小，曲线下滑，试件开始产生局部伸长和颈缩，直至试件在颈缩处断裂。
测量断裂后试件标距的长度和断口处的直径，可计算材料的伸长率和断面的收缩率。
四、实验步骤（一）低碳钢的拉伸试验1、准备试件，通过试件落地的声音来判定是低碳钢还是铸铁。
声音清脆的是钢，沉闷的是铸铁。
2、测量试件的直径，并量出试件的标距，打上明显的标记。
在标距中间和两端相互垂直的方向各量一次直径，取最小处的平均值来计算截面面积。
3、估算最大载荷，配置相应的摆锤，选择合适的测力度盘。
开动试验机使工作台上升一点。
调主动指针到零点，从动指针与主动指针靠拢，调整好绘图装置。
4、安装试件。
5、开动试验机并缓慢均匀加载。
注意观察指针的转动和自动绘图情况。
注意捕捉屈服荷载的值并记录下来。
注意观察颈缩现象。
试件断裂后立即停车，记录最大荷载Pb。
6、取下试件，用油标卡尺测量断后标距、最小直径。
（二）铸铁拉伸实验1、准备试件（除不确定标距外其余同低碳钢）。
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。
低碳钢和铸铁拉伸实验报告
低碳钢和铸铁拉伸实验报告实验目的，通过对低碳钢和铸铁的拉伸实验，探究它们的力学性能和拉伸特性。
实验原理，拉伸试验是通过加载试样，使其在拉伸力的作用下逐渐拉伸，以破坏试样为结束，来确定材料的拉伸性能。
在拉伸试验中，我们通常关注材料的屈服点、抗拉强度、断裂伸长率等参数。
实验步骤，首先，准备好低碳钢和铸铁的试样。
然后，将试样固定在拉伸试验机上，施加逐渐增大的拉伸力，记录拉伸过程中的应力-应变曲线。
最后，观察试样的断裂形态，并计算出材料的力学性能参数。
实验结果，通过拉伸试验得到的应力-应变曲线可以清晰地反映出低碳钢和铸铁的拉伸性能。
从曲线上我们可以看出，低碳钢的屈服点较高，抗拉强度也较大，而铸铁的屈服点较低，但断裂伸长率较高。
这说明低碳钢具有较好的强度和刚性，而铸铁具有较好的韧性。
实验分析，低碳钢和铸铁的力学性能差异主要来自其组织和化学成分的不同。
低碳钢中碳含量较低，具有较细的晶粒和均匀的组织结构，因此具有较高的强度；而铸铁中含有较多的碳和硅等合金元素，使其具有较大的断裂伸长率和较好的耐磨性。
结论，通过本次拉伸实验，我们对低碳钢和铸铁的力学性能有了更深入的了解。
低碳钢具有较好的强度和刚性，适用于要求高强度的场合；而铸铁具有较好的韧性和耐磨性，适用于要求耐磨性能的场合。
在工程实践中，我们可以根据材料的不同特点，选择合适的材料应用于不同的工程领域。
总结，拉伸实验是一种常用的材料力学性能测试方法，通过实验我们可以全面了解材料的力学性能和拉伸特性。
在工程实践中，我们需要根据材料的具体特点，选择合适的材料以满足工程需求，从而保障工程的质量和安全。
希望本次实验能对大家有所启发，谢谢阅读。
低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能
低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]低碳钢和铸铁在拉伸试验中的力学性能低碳钢具有良好的塑性，由R-ε曲线（图1-1)可以看出，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段：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虎克定律，其应力、应变为正比关系，即比例系数E代表直线（OA) 的斜率，称作材料的弹性模量。
屈服（流动)阶段（BC)：R-ε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，而变形快速增长。
通常把下屈服点（Bˊ)作为材料屈服极限ReL。
ReL是材料开始进入塑性的标志。
结构、零件的应力一旦超过ReL，材料就会屈服，零件就会因为过量变形而失效。
因此强度设计时常以屈服极限ReL作为确定许可应力的基础。
从屈服阶段开始，材料的变形包含弹性和塑性两部分。
如果试样表面光滑，材料杂质含量少，可以清楚地看到表面有45°方向的滑移线。
强化阶段（CD)：屈服阶段结束后，R-ε曲线又开始上升，材料恢复了对继续变形的抵抗能力，载荷就必须不断增长。
如果在这一阶段卸载，弹性变形将随之消失，而塑性变形将永远保留下来。
强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。
卸载后若重新加载，加载线仍与弹性阶段平行，但重新加载后，材料的弹性阶段加长、屈服强度明显提高，而塑性却相应下降。
这种现象称作为形变强化或冷作硬化。
冷作硬化是金属材料极为宝贵的性质之一。
塑性变形和形变强化二者联合，是强化金属材料的重要手段。
例如喷丸，挤压，冷拨等工艺，就是利用材料的冷作硬化来提高材料强度的。
强化阶段的塑性变形是沿轴向均匀分布的。
随塑性变形的增长，试样表面的滑移线亦愈趋明显。
D点是R-ε曲线的最高点，定义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度记作Rm。
对低碳钢来说Rm是材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进入颈缩阶段的标志。
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测定低碳钢和铸铁的拉伸力学性能一、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基本最常用的一个。
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 ，R eL ，R m ，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R eL ，抗拉强度R m 。
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．比较塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。
二、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R-ε曲线)来表示：FR S =——试样的名义应力 0L L∆=ε——试样的名义应变 S 0和L 0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。
低碳钢具有良好的塑性，由R-ε曲线（图1-1)可以看出，低碳钢断裂前明显地分成四个阶段：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虎克定律，其应力、应变为正比关系，即R E ε= （1-1）比例系数E 代表直线OA 的斜率，称作材料的弹性模量。
屈服（流动)阶段（BC)：R-ε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，而变形快速增长。
通常把下屈服点（B ˊ)作为材料屈服极限R eL 。
R eL 是材料开始进入塑性的标志。
结构、零件的应力一旦超过R eL ，材料就会屈服，零件就会因为过量变形而失效。
因此强度设计时常以屈服极限R eL 作为确定许可应力的基础。
从屈服阶段开始，材料的变形包含弹性和塑性两部分。
如果试样表面光滑，材料杂质含量少，可以清楚地看到表面有45°方向的滑移线。
F R RB f E B f EC C铸铁△LeL（a ） （b ） （c ）图1-1 试件拉伸图强化阶段（CD)：屈服阶段结束后，R-ε曲线又开始上升，材料恢复了对继续变形的抵抗能力，载荷就必须不断增长。
如果在这一阶段卸载，弹性变形将随之消失，而塑性变形将永远保留下来。
强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。
卸载后若重新加载，加载线仍与弹性阶段平行，但重新加载后，材料的弹性阶段加长、屈服强度明显提高，而塑性却相应下降。
这种现象称作为形变强化或冷作硬化。
冷作硬化是金属材料极为宝贵的性质之一。
塑性变形和形变强化二者联合，是强化金属材料的重要手段。
例如喷丸，挤压，冷拨等工艺，就是利用材料的冷作硬化来提高材料强度的。
强化阶段的塑性变形是沿轴向均匀分布的。
随塑性变形的增长，试样表面的滑移线亦愈趋明显。
D 点是R-ε曲线的最高点，定义为材料的强度极限又称作材料的抗拉强度记作R m 。
对低碳钢来说R m 是材料均匀塑性变形的最大抗力，是材料进入颈缩阶段的标志。
颈缩阶段（DE)：应力达到强度极限后，塑性变形开始在局部进行。
局部截面急剧收缩，承载面积迅速减少，试样承受的载荷很快下降，直到断裂。
断裂时，试样的弹性变形消失，塑性变形则遗留在破断的试样上。
材料的塑性通常用试样断裂后的残余变形来衡量，单拉时的塑性指标用断后伸长率A 和断面收缩率Z 来表示。
即 0100%u L L A L -=⨯ 00100%uS S Z S -=⨯ （1-2） L u ，S u 分别代表试样拉断后的标距和断口的面积。
低碳钢颈缩部分的变形在总变形中占很大比重如图1-2所示。
测试断后伸长率时，颈缩局部及其影响区的塑性变形都应包含在L u 之内。
这就要求断口位置应在标距的中央附近。
若断口落在标距之外则试验无效。
工程上通常认为，材料的断后伸长率A> 5%属于韧断，A< 5%则属于脆断。
韧断的特征是断裂前有较大的宏观塑性变形，断口形貌是暗灰色纤维状组织。
低碳钢断裂时有很大的塑性变形，断口为杯状周边为45°的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状，因此是一种典型的韧状断口。
铸铁是典型的脆性材料，其拉伸曲线如图1-1（c ）所示。
其拉伸过程较低碳钢简单，可近似认为是经弹性阶段直接过渡到断裂。
其破坏断口沿横截面方向，说明铸铁的断裂是由拉应力引起，其强度指标只有R m 。
由拉伸曲线可见，铸铁断后伸长率甚小，所以铸铁常在没有任何预兆的情况下突然发生脆断。
因此这类材料若使用不当，极易发生事故。
铸铁断口与正应力方向垂直，断面平齐为闪光的结晶状组织，是典型的脆状断口。
0 △LFp F e B ˊ D g F m 0 ε 0 ε R p R eL B ˊD g R mA多数工程材料的拉伸曲线介于低碳钢和铸铁之间，常常只有两个或三个阶段如图1-3。
但强度、塑性指标的定义和测试方法基本相同。
所以，通过拉伸破坏试验，分析比较低碳钢和铸铁的拉伸过程，确定其机械性能，在机械性能试验研究中具有典型意义。
三、实验设备1. 万能材料试验机。
2. 0.02mm 游标卡尺。
四、试样的制备试样制备是试验的重要环节。
国家标准《金属拉伸试验试样》GB6397-86对此有详细规定。
通常拉伸试样有比例试件和定标准试件两种。
一般拉伸试样由三部分组成，即工作部分，过渡部分和夹持部分（图1-4）。
工作部分必须保持光滑均匀以确保材料表面的单向应力状态。
均匀部分的有效工作长度L 0称做标距。
d 0、S 0分别代表工作部分的直径和面积。
过渡部分必须有适当的台肩和圆角，以降低应力集中，保持该处不会断裂。
试样两端的夹持部分用以传递载荷，其形状尺寸应与试验机的钳口相匹配。
前已述及，颈缩局部及其影响区的塑性变形在断后伸长率中占很大的比重。
虽然，同种材料的断后伸长率不仅取决于材质，而且还取决于试样的标距。
试样愈短、局部变形所占比例愈大，A 也就愈大。
为了便于相互比较，试样的长度应当标准化。
按照规定，测试断后伸长率应当采用比例试样。
比例试样的长度有两种规定：10倍直径圆试样：· · · · · · · · ·80 70 60 50 40 30 20 10 020 15 10 5 0 伸长量/ m m延伸率/ %图1-2 颈缩试样各分格的伸长0 0 （a ） F△ △ F（b ）图1-3 不同类型材料的拉伸图 d 0L 0 L0.8R 图1-4 圆形截面拉伸试件0010 , 11.3L d ==5倍直径圆试样：005 , 5.65L d ==按照上述比例，板试样也分长、短两种： 长试样：0L = 短试样：0L =用10倍直径试样测定的断后伸长率记做A u0，用5倍直径试样测定的断后伸长率记做A 5国家标准推荐使用短比例试样。
五、实验结果的处理1.强度指标计算屈服极限 0eLeL F R S =强度极限 0mm F R S =屈服载荷F eL 取屈服平台的下限值。
F m 取F-ΔL 曲线的最大载荷。
铸铁不存在屈服阶段故只记R m 。
2.塑性指标的计算断后伸长率 00100%u L L A L -=⨯ 断面收缩率 00100%uS S Z S -=⨯ 将自动绘图器绘出的图形用光滑曲线联结，并延长直线部分使之交于坐标原点。
修正后绘在方格纸上，并注明比例尺，即方格上每一厘米代表若干载荷和伸长。
绘出低碳钢和铸铁试件试验前后的形状图形。
最后，根据试验结果，比较并说明两种材料机械性质的特点。
3.断口移中法从破坏后的低碳钢试件及图1-2上可以看到，各处的残余变形不是均匀分布的，愈近断口（颈缩）处伸长愈多。
因此测得L u 的数值与断口的部位有关。
若试件断口不在标距中间三分之一范围内，应按国家标准的规定采用断口移中的办法，计算L u 长度。
试验前要在试件标距内等分划十个格子。
试验后，将试件对接在一起，从断口为起点O ，在长段上取基本等于短段的格数得B 点。
计算L u 方法如下：（1）当长段所余格数为偶数时，如图1-5（a ）所示，则量取长段所余格数之一半，得c 点，将BC 段长度称到试件左端，则移后的L u 为BC OB AO L 21++=（2） 当在长段上所余格为奇数时，如图1-5（b ）所示，则在长段上所余格数减1之半，得C 点，再由C 点向后移一格得C 1点。
则移位后的标距L u 为： 11BC BC OB AO L +++=当断口非常靠近试件两端，而与其头部之距离等于或小于直径的两倍时，一般认为试验结果无效，需要重新试验。
（附） 试验数据A.试样原始尺寸材料名称试 验 前 试 验 后标距L 0 mm 直径d 0(mm) 最 小 截面 积 A 0(mm 2) 标 距L u (mm) 颈缩处之直径d u (mm) 颈缩处截面积S u (mm 2) 12 3 ① ② 平均 ① ② 平均 ① ② 平均B.试验记录数据 材 料 屈服载荷F eL (N) 最大载荷F m (N)图1-5 拉伸试件断口移中· · · · · · · · · · · 移位L u （实际的） L u （位移后的） A O B C D （a ） 图1-5 拉伸试件断口移中 移位L u （实际的）L u （位移后的）· · · · · · · · · · ·A OBC C 1D （b ）C.计算结果根据试验结果绘制拉伸图（R-ε）曲线及试样断口草图。