金属材料力学性能检测

§ 1.1 金属材料拉伸试验
§ 1.1 金属材料拉伸试验
2、定标距试样
定标距试样的原始标距与横截面间无比例关
系，一般 L取0 100mm， 200m。m
3、取样与制样
• 通常从产品、压制坯或铸锭切取样坯经机加工 制成试样。但具有恒定横截面的产品(型材、 棒材、线材等)和铸造试样(铸铁和铸造非铁合 金)可以不经机加工而进行试验。
金属材料力学性能检测
▪§ 1.1 拉伸试验 ▪§ 1.2 金属扭转及弯曲试验 ▪§ 1.3 金属硬度试验 ▪§ 1.4 金属冲击韧性试验
§ 概述
金属材料在外力作用下所表现出的诸如强度、 塑性、弹性等等力学特性称为材料的力学性能， 而衡量金属材料力学性能的指标统称为力学（机 械）性能指标，这些指标是通过实验来确定的。 本章就依据国家标准来讨论这些指标的意义及测 定方法。
1）比例极限： p
p

Pp A0
2）弹性极限： e
e

Pe A0
3）屈服极限： s
4）强度极限： b
5）断裂强度： k
s

Ps A0
b

Pb A0
k

Pk A0
§ 1.1 金属材料拉伸试验
各应力指标的定义及测试方法：
1、 比例极限
p
定义：应力与应变成直线关系的最大应力值。
变的应力作为屈服强度，以 0.表2 示
测量方法与弹s 性极限相似。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
4、强度极限（抗拉强度） b
定义：曲线上最大应力为强度极限。 标志：出现颈缩现象。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
5、断裂强度 k
定义：试样拉断时的真实应力，表征材料对断裂 的抗力。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
§ 1.1 金属材料拉伸试验
图1 千分表原理图
图2 拉杆式引伸计
§ 1.1 金属材料拉伸试验
图4 电容式引伸计
图6电阻式引伸计
§ 1.1 金属材料拉伸试验
图5 电感式引伸计
§ 1.1 金属材料拉伸试验
应力 σ=F/S 应变 ε=△L/L , Ψ=∆S/S
正应力：
切应力：
§ 1.1 金属材料拉伸试验
材料的塑性指标及其测定
1、断后伸长率
1）定义：试样拉断后，其标距部分的伸长与原始 标距的百分比。
Lk L0 100%
L0
式中： Lk ：试样断后标距长度（mm）
L0 ：试样原始标距长度。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
2）的测定方法
1、直测法。 2、移位法。
( 1 ）直接法：
• 当试样拉断处到标距端点的距 离均大于1/3L0时，直接测量标 距两端点之间的距离Lk。
3、屈服极限 s
1）屈 服 点： s
s

Ps A0
2）上屈服点： su
3）下屈服点： sl
su

Psu A0
sl

Psl A0
无特殊要求的情况下，一般只测量屈服点或 下屈服点。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
§ 1.1 金属材料拉伸试验
3、屈服极限 对于没有屈服现象的材料，规定产生0.2%残余应
• 同一材料的试样长短不同，测得的断后伸长率略有 不同。比例试样的尺寸越短，其断后伸长率越大。
§ 1.1 金属材料拉试验
3）试样尺寸对 的影响说明
对于塑性材料，断裂前变形集中在缩颈处，距离 断口位置越远，变形越小。因此，断口在标距间的
位置对延伸率 是有影响的。也就是说试样断裂后
的塑性变形 可Vl分k 为两部分：
( 2 )移位法
• 如果试样拉断处到标距端点的距离小于1/3L0时，应 按国家标准的规定采用断口移中的办法，计算Lk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Lk方法如下：
L1 AB 2BC
• 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。
• 取样部位、取样方向和取样数量是对材料性能 试验结果影响较大的3个因素，被称为取样三 要素。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
二、引伸计
引伸计是测量构件及其他物体两点之间线变形的一种 仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成。
传感器直接和被测构件接触。构件变形，传感器随着 变形，并把这种变形转换为机械、光、电、声等信息， 放大器将传感器输出的微小信号放大。记录器（或读数 器）将放大后的信号直接显示或自动记录下来。
1、颈缩出现前的均匀伸长Vl。 2、颈缩出现后的局部伸长Vl。
其中 Vl与 原始的标距长度 L有0 关； V与l原始横
截面面积 有A0关。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
2、断后收缩率
1) 的定义：试样拉断后，颈缩处横截面面积的
最大缩减量与原始横截面面积的百分比。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
二、拉伸图及应力—应变图
下图为低碳钢的拉伸图和应力—应变图。
由于
形形状相同。
P A0
,
而VlAl0
l 均为常量，故两图
§ 1.1 金属材料拉伸试验
具有物理屈服现象的金属材料，其拉伸曲线 的类型有如下一些情况：
§ 1.1 金属材料拉伸试验
各项强度指标定义如下：
§ 1.1 金属材料拉伸试验
拉伸实验室是测定材料力学性能的最常用的一 种方法。
一、拉伸பைடு நூலகம்样
按国标GB6397—86《金属材料试验试样》规定， 拉伸试样分为比例试样和定标距试样两种。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
1、比例计算
（1）比例计算的标距和横截面面积之间存在 如下比例关系，即
L0 K S0
p 的测试方法： 图解法
§ 1.1 金属材料拉伸试验
2、弹性极限 e
定义：材料由弹性变形过渡到弹性-塑性变形 的应力。
e 的测试方法：试样卸力后，残余伸长达到规定
的原始标距百分比时的应力。这种应力是在卸 力后测定的。
国家标准规定以残余伸长为0.01%的应力作为 规定的弹性极限。
§ 4.2 金属材料拉伸时的力学性能
其中 L为0 试样标距， S为0 试样横截面面积，比例
系数 ，K一般取5.65或11.3，前者称短试样，后者 称长试样。
§ 1.1 金属材料拉伸试验
（2）对于圆截面试样，短长比例试样的标距
分别取 5d 0和 10d。0
（3）圆截面试样的形状如图所示，它分为三个 部分。
工作部分长度 L，一般不小于 L0 d。0