材料力学性能拉伸试验报告
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[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。
[试验材料]
通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002:金属材料室温拉伸试验方法：
1.1试验材料：退火低碳钢，正火低碳钢，淬火低碳钢的R4标准试样各一个。
1.2热处理状态及组织性能特点简述：
1.2.1退火低碳钢：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50℃，保温一段时间后，缓慢而均
匀的冷却称为退火。
特点：退火可以降低硬度，使材料便于切削加工，并使钢的晶粒细化，消除应力。1.2.2正火低碳钢：将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃，保温后在空气中冷却称为
正火。
特点：许多碳素钢和合金钢正火后，各项机械性能均较好，可以细化晶粒。
1.2.3淬火低碳钢：对于亚共析钢，即低碳钢和中碳钢加热到Ac3以上30-50℃，在此
温度下保持一段时间，使钢的组织全部变成奥氏体，然后快速冷却（水冷或油冷），使奥氏体来不及分解而形成马氏体组织，称为淬火。
特点：硬度大，适合对硬度有特殊要求的部件。
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[试验设备与仪器]
1.1试验中需要测得：
（1）连续测量加载过程中的载荷R和试样上某段的伸长量（Lu-Lo）数据。（有万能材料试验机给出应力-应变曲线）
（2）两个个直接测量量：试样标距的长度 L o；直径 d。
1.2试样标距长度与直径精度：由于两者为直接测量量，工具为游标卡尺，最高精
度为0.02mm。
1.3检测工具：万能材料试验机WDW-200D。载荷传感器，0.5级。引伸计，0.5
级。
注1：应力值并非试验机直接给出，由载荷传感器直接测量施加的载荷值，进而转化成工程应力，0.5级，即精确至载荷传感器满量程的1/500。
注2：连续测试试样上某段的伸长量由引伸计完成，0.5级，即至引伸计满量程的1/50。
1.4设备介绍：万能材料试验机 WDW-200D。
主要性能指标: 最大试验力：200kN
试验力准确度：优于示值的±1% （精密级为±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% （精密级为±0.5％）
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[试验结果及讨论]
一．原始数据
表1：试验前各项测量量
二．试验后数据：
.
表5：试样1的应力应变曲线及测试数据
3 50 ф9.98 23.28489 30.39
4 388.5402 227.0213
.
三． 数据处理
1. 拉伸前试样初始横截面积：2
014
o S d π=
可以计算得
2. 断后颈缩处最小面积：2
14
u u S d π=
.
4. 抗拉强度R m
，
如表5,6,7所示，由抗拉强度公式：max
m o
P R S =
Rp 由0.2%法可得：
5. 屈服强度（规定非比例延伸强度R P ）：用0.2%法作出平行线，可得：
6. H OOLOMON 公式的拟合：用于在达到最大载荷即颈缩处发生前的均匀塑性变形阶段，工程应力σ，工程应变ε ,真应力S ，真应变
之间满足：
(1)ln(1)l
l S dl
e l σεε=+==+⎰
. 图1：第一组拟合图
图2：第二组拟合图
.
试样2：
0.02
5%20.0124
5.41
m
m
R
R
∆
=+=
所以R m=0.0124*575.2737=7.133MPa大于5MPa，不符合修约要求
试样3：
0.02
5%20.0125
5.30
m
m
R
R
∆
=+=
所以R m=0.0124*388.5402=4.857MPa小于5MPa，符合修约要求
所以综上所述，只有试样3的R m结果符合规定。
8.结果分析：
试样1，试样2，试样3通过以上7项计算可知：
总体强度试样2〉试样1〉试样3，从断口也可以看出，试样2的强度大。
并且，根据LN S-LNE拟合图的数据可知，应变硬化系数也是试样2〉试样1〉试样3。
故根据报告开头叙述的热处理特点，我们可以肯定的得出结论：
试样1为正火处理的低碳钢；
试样2为淬火处理的低碳钢；
试样3为退火处理的低碳钢。
四．综合报告开头叙述的热处理特点以及上述计算结果，我们可以肯定的得出结论：
试样1为正火处理的低碳钢；
试样2为淬火处理的低碳钢；
试样3为退火处理的低碳钢。
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[附录]
精度详细计算推导
1.
2
2
100%1
o u u
o o S S d Z
S d
-
=⨯=-
2.
0.20.20
0.20.20
2
R P d R P d ∆∆∆
=+
3.
max
max
2
m u
m u R P d R P d ∆∆∆
=+