文档介绍：碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验(实验一)
一、实验目的
1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限,强度极限,延伸率和断面收缩率,测定铸铁拉伸时的强度极限。
2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象,并进行比较,使用绘图装置绘制拉伸图(P-ΔL曲线)。
二、实验设备
微机控制电子万能材料试验机、液压式万能材料试验机、游标卡尺。
三、实验试祥
1. 为使各种材料机械性质的数值能互相比较,避免试件的尺寸和形状对试验结果的影响,对试件的尺寸形状GB6397-86作了统一规定,如图1所示:

图1
用于测量拉伸变形的试件中段长度(标距L0)与试件直径d。必零满足L0/d0=10或5,其延伸率分别记做和δ10和δ5
2、压缩试样:低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形,避免压弯,一般规定试件高度h直径d的比值在下列范围之内:
图2
1≤≤3
为了保证试件承受轴向压力,加工时应使试件两个端面尽可能平行,并与试件轴线垂直,为了减少两端面与试验机承垫之间的摩擦力,试件两端面应进行磨削加工,使其光滑。
四、实验原理
图2为试验机绘出的碳钢拉伸P-△L曲线图,拉伸变形ΔL是整个试件的伸长,并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动,故绘出的曲线图最初一段是曲线,流动阶段上限B‘受变形速度和试件形式影响,下屈服点B则比较稳定,工程上均以B点对应的载荷作为材料屈服时的载荷PS,以试样的初始横截面积A0除PS,即得屈服极限:

屈服阶段过后,进入强化阶段,试样又恢复了承载能力,载荷到达最大值Pb,时,试样某一局部的截面明显缩小,出现“颈缩”现象,这时示力盘的从动针停留在Pb不动,主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降,试样即将被拉断。以试样的初始横截面面积A。除Pb得强度极限为

延伸率δ及断面收缩率φ的测定,试样的标距原长为L0拉断后将两段试样紧密地对接在一起,量出拉断后的标距长为L1延伸率应为

断口附近塑性变形最大,所以L1的量取与断口的部位有关,如断口发生于Lο的两端或在Lο之外,则试验无效,应重做,若断口距L。的一端的距离不在标距长度的中央区域内,要采用断口移中的办法;以度量试件位断后的标距,1之间共有10格,断口靠近左段,如图3,从临近断口的第一刻线d起,向右取10/2=5格,记作a,这就相当于把断口摆在标距中央,再看a点到C1点有多少格,就由a点向左取相同的格数,记作b,令Lˊ表示C至b的长度,L’表示b至a的长度,则L′+2L‘′的长度中包含的格数等于标距长度内的格数10,即
L′+2L‘′=L1。

图3
试样拉断后,设颈缩处的最小横截面面积为A1,由于断口不是规则的圆形,应在两个相互垂直的方向上量取最小截面的直径,以其平均值计算A1,然后按下式计算断面收缩率:

铸铁试件在变形极小时,就达到最大载荷Pb而突然发生断裂。没有屈服和颈缩现象,其强度极限远小于低碳钢的强度极限。
图4 图5
图4为低碳钢试件的压缩图,在弹性阶段和屈服阶段,它与拉伸时的形状基本上是一致的,而且
也基本相同,所以说,低碳钢材料在压缩时的E和都与拉伸时大致相同,低碳钢的塑性好,由于泊松效应,试件越压越粗,不会破坏,横向膨胀在试件两端受到试件与承垫之间巨大摩擦力的约束,试件被压成鼓形,进一步压缩,