文档介绍：材料力学性能实验讨论课组别:材料 11班第二组组长:杨波讲解人:王冰雪、于中政、杨波组员: 史沛然、王冰雪、王小林吴少杰、杨波、于中政杨子明、赵恒乐、张伟耀戴俊、殷梦烨、王嘉祎实验一金属材料静拉伸试验使学生进一步深入了解材料在静拉伸条件下拉伸曲线的测试,表征的主要力学性能指标,力学性能指标的计算方法、物理意义及其在工程应用中的作用。掌握金属材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率的测试与计算方法, 并了解这些指标在工程应用中的实际意义。二、实验原理金属材料的拉伸过程主要分为弹性阶段、塑性阶段和断裂。一、实验目的 (1)具有物理屈服平台材料屈服强度测定 Rel=Pel/S 0 (Pel :下屈服点的力) (2)无物理屈服平台材料屈服强度测定国家标准将该类屈服强度定义为规定非比例延伸强度。通常工程应用中规定非比例延伸率大多设定为标距的 % ,即屈服强度为拉伸试样标距塑性应变量在 % 条件下的应力值。 R =P /S 0 R m=P max/S 0 A=(L U-L 0)/L 0 Z=[(S 0-S U)/S 0]*100% 1)电子拉伸材料试验机一台,型号 CSS-88100 ; 2)位移传感器一个; 3)刻线机一台; 4)游标卡尺一把; 5)铝合金和 20# 钢。三、实验设备 试样的原始始直径测量数据(单位:毫米) 左中右平均值铝合金 20# 钢 铝合金 L0= 断后的平均标距为 mm 拉断后的断面直径平均值 20# 钢L0= mm 断后的平均标距为 mm 断口的直径平均值为 四、实验记录及数据处理 1、20# 钢(正火态)试样(有明显屈服平台的材料) 20# 钢正火材料试样的应力应变曲线见下图。读图可得 Rel( 屈服平台的屈服强度),Rm (抗拉强度) 2、铝合金试样(不具明显的屈服平台) 铝合金材料试样常温拉伸实验应力应变曲线如图。由于铝合金材料不具有明显的物理屈服平台,其屈服强度一般定义为“规定非比例延伸强度”。即在横轴上取应变为 % 的点(红色线条),对应的应力即为铝合金的屈服强度。断面收缩率: 所得结果综合如下表: 断口处可以看出有三个区域: ,表面有较大的起伏,有较大的塑性变形; ,表面较光亮平坦,有较细放射状条纹; ,轴线成 45°角左右的倾斜断口断口为和试样中轴线大约成 45°角的纤维状断口,没有颈缩,应该为为切应力达到极限,发生韧性断裂 20 钢铝 1、提高金属材料屈服强度的方法。答:影响屈服强度的内在因素有:结合键、组织、结构、原子本性。如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看,可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度,这就是: (1) 固溶强化; (2) 形变强化; (3) 沉淀强化和弥散强化; (4) 晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中,前三种机制在提高材料强度的同时,也降低了塑性,只有细化晶粒和亚晶,既能提高强度又能增加塑性。影响屈服强度的外在因素有:温度、应变速率、应力状态。随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高,尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感,这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。 2、为什么材料的塑性要以延伸率和断面收缩率衡量?它们的工程意义是什么? 答:为了确定材料的塑性变形能力以及量化比较其塑性变形能力,而且保证塑性的度量标准真正反映材料本身的塑性好坏,而不受试样的长度和几何形状的影响,故采用延伸率和断面收缩率这两个指标来衡量。断后延伸率越大,断面收缩率越大,材料的塑性就越好,反之相反。而且实验表明:断面收缩率和材料的缺口敏感度有一定的关系,断面收缩率较低时,材料就对缺口比较敏感五、思考题实验三金属材料形变硬化指数( n)的测定一、实验目的 ; ,绘制载荷-位移图; —应变曲线,计算形变硬化指数。二、实验原理 -条件应变曲线 5个?分条件