文档介绍：实验一 低碳钢、铸铁的拉伸实验
拉压实验是材料的力学性能实验中最基本最重要的实验，是工程上广泛使用的测定材料力学性能的方法之一.
一、实验目的：
1、了解万能材料试验机的结构及工作原理,熟悉其操作规程及正确使用方法。
2、通过实验，观察低碳钢和铸铁在拉伸时的变形规律和破坏现象,并进行比较．
3、测定低碳钢拉伸时的屈服极限σｓ、强度极限σb、延伸率δ和截面收缩率ψ,铸铁拉伸时的强度极限σb.
二、实验设备及试样
１、万能材料试验机
2、游标卡尺
3、钢直尺
４、拉伸试样：
图2。7 拉伸试样
由于试样的形状和尺寸对实验结果有一定影响，为便于互相比较，．7分别表示横截面为圆形和矩形的拉伸试样．L0—８6的规定，拉伸试样分为比例试样和非比例试样两种。比例试样的标距L0与原始横截面A0的关系规定为
（)
，。对直径d０的圆截面短试样，=５ｄ;对长试样，。本实验室采用的是长试样。非比例试样的L
．在图2。7中，尺寸L称为试样的平行长度，圆截面试样L不小于Ｌ0＋ｄ０;矩形截面试样Ｌ不小于Ｌ0＋b0/，要有足够大的过渡圆弧半径R。试样头部的形状和尺寸,与试验机的夹具结构有关，。这时,试样头部长度不小于楔形夹具长度的三分之二。
三、实验原理及方法
低碳钢拉伸时的Ｐ—△L曲线
常温下的拉伸实验是测定材料力学性能的基本实验。可用以测定弹性Ｅ和μ,比例极限σp，屈服极限σs（或规定非比例伸长应力），抗拉强度σｂ，。
1、低碳钢拉伸实验
1)、屈服极限σs及抗拉强度σb的测定
对低碳钢拉伸试样加载，当到达屈服阶段时，低碳钢的Ｐ—△L曲线呈锯齿形（)。与最高载荷Ｐｓu对应的应力称为上屈服点，它受变形速度和试样形状的影响,一般不作为强度指标。同样，载荷首次下降的最低点（初始瞬时效应）也不作为强度指标。一般将初始瞬时效应以后的最低载荷Ｐsl,除以试样的初始横截面面积A０,作为屈服极限σs，即
σs＝ （２。３）
若试验机由示力度盘和指针指示载荷，则在进入屈服阶段后，示力指针停止前进，并开始倒退，这时应注意指针的波动情况，捕捉指针所指的最低载荷Ｐｓｌ。
图2．8 低碳钢拉伸时的P—△L曲线
屈服阶段过后，进入强化阶段,试样又恢复了抵抗继续变形的能力(图2。8）。载荷到达最大值Pｂ时,试样某一局部的截面明显缩小,出现“缩颈”现象。这时示力度盘的从动针停 图２．9
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
o除Pb得抗拉强度σｂ，即
(2。4）
2)伸长率δ及截面收缩率ψ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,断后伸长率应为
δ＝×100％ （2。5）
图2。9 断口移中法测L1
断口附近塑性变形最大，所以L１0的两端或在L０之外，则实验无效，应重做。若断口距Ｌ０的一端的距离小于或等于（图2。9）,则按下述断移中法测定L０。在拉断后的长段上,由断口处取约等于短段的格数得Ｂ点，若剩余格数为偶数(图2．9b),取其中一半得C点,设ＡB长为ａ，ＢC长为b,则Ｌ１＝a+()，取剩余格数减１后的一半得Ｃ点,加1后的一半得C1点，设AＢ、ＢC和ＢC1的长度分别为a、ｂ1和b２，则L1=ａ＋b1+ b2．试样拉断后，设缩颈处的最小横截面面积为Ａ
1,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：
ψ=×100% (２．6）
2、铸铁拉伸实验
铸铁属于脆性材料，拉伸过程中，没有屈服和“颈缩"现象，它的Ｐ-△L曲线近似一条斜直线（如图２。１０）,本实验我们只测铸铁的抗拉强度极限，所以实验结束后，主动针退回零位,从动针所指示的载荷即是Ｐb，代入式(２。４)计算得出σb。
四、实验步骤
1、测量试样直径 在标距L0的两端及中部三个位置上,沿两个相互垂直的方向，测量试样直径，以其平均值计算各横截面面积，再以三个横截面面积中的最小值为A0.
2、试验机准备 根据试样尺寸和材料，估计最大载荷