文档介绍：低碳钢的拉伸及卸载实验一、实验目的与要求1、熟练掌握电子万能试验机的构造及使用方法2、分析金属材料在拉伸时的基本性能3、编制相应程序进行实验4、观察低碳钢在拉伸及卸载时的各种现象,并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限S,强度极限b,延伸率10和断面收缩率及低碳钢的弹性模量E。5、观察试样受力和变形两者间的相互关系 ,并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。6、测绘低碳钢的载荷一变形(曲线FI)并分析力与变形之间的关系7、观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象二、实验仪器电子万能试验机、电子式引伸计、游标卡尺、小铁锤三、实验原理与方法在拉伸实验前,测定低碳钢试件的直径do和标距I。。实验时,首先将试件安装在实验机的上、下夹头内,并在实验段的标记处安装引伸仪,以测量实验段的变形。然后开动实验机,缓慢加载或者实验达到一定程度对试件进行卸载, 与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线(F I曲线,见图4—1)或应力-应变曲线(曲线,见图4—2),随着载荷的逐渐增大或者逐渐减小,材料呈现出不同的力学性能:aFs图4—1 图4—2(1)弹性阶段(Ob段)在拉伸的初始阶段, 曲线(Oa段)为一直线,说明应力与应变成正比,即满足胡克定理式IFl/EA,这一阶段称为弹性阶段。线性段的最高点称为材料的比例极限(p),线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。弹性阶段后,曲线不为直线(ab段),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( e),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(bc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。屈服阶段出现的变形,是不可恢复的塑性变形。使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限( s)。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450斜纹。这是由于试件的450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(ce段)经过屈服阶段后,若要使其继续伸长,由于材料在塑性过程中不断发生强化,因而试样中的抗力不断增长。这一阶段成为强化阶段。在强化阶段试样的变形主要是塑性变形,其变形量要远大于弹性变形。在此阶段中可以较明显地观察到整个试样横向尺寸的减小。若在此阶段卸载,则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线(如dd斜线),其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。当载荷卸载到很小时,变形并未完全消失,应力减小至很小时残留的应变称为残余应变。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。在硬化阶段应力应变曲线存在一最高点,该最高点对应的应力称为材料的强度极限(b),强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。(4)颈缩阶段(ef段)试样拉伸达到强度极限b之前,在标距范围内的变形是均匀的。当应力增大至强度极限b之后,试样出现局部显著收缩,这一现象称为颈缩。颈缩出现后,使试件继续变形所需载荷减小,故应力应变曲线呈