文档介绍：2021年材料的拉伸试验实验报告
2021年材料的拉伸试验实验报告
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2021年材料的拉伸试验实验报告
材料拉伸试验
试验内容及目
（1）测定低碳钢材料在常温、静载条件下屈服强度、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。
（2）掌握万能材料试验机工作原理和使用方法。
试验材料及设备
低碳钢、游标卡尺、万能试验机。
试样制备
根据国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》, 金属拉伸试样形状伴随产品品种、规格以及试验目不一样而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工全截面形状试样四种。其中最常见是圆形截面试样和矩形截面试样。
如图1所表示, 圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。平行部分试验段长度称为试样标距, 按试样标距与横截面面积之间关系, 分为百分比试样和定标距试样。圆形截面百分比试样通常取或, 矩形截面百分比试样通常取或, 其中, 前者称为长百分比试样（简称长试样）, 后者称为短百分比试样（简称短试样）。定标距试样与之间无上述百分比关系。过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接, 以确保试样断裂时断口在平行部分。夹持部分稍大, 其形状和尺寸依据试样大小、材料特征、试验目以及万能试验机夹具结构进行设计。
对试样形状、尺寸和加工技术要求参见国家标准GB6397—86。
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（a）
（b）
图1 拉伸试样
（a）圆形截面试样; （b）矩形截面试样
试验原理
进行拉伸试验时, 外力必需经过试样轴线, 以确保材料处于单向应力状态。低碳钢含有良好塑性, 低碳钢断裂前显著地分成四个阶段:
弹性阶段: 试件变形是弹性。在这个范围内卸载, 试样仍恢复原来尺寸, 没有任何残余变形。
屈服（流动)阶段: 应力应变曲线上出现显著屈服点。这表明材料临时丧失抵御继续变形能力。这时, 应力基础上不改变, 而变形快速增加。通常把下屈服点作为材料屈服极限（又称屈服强度）, 即, 是材料开始进入塑性标志。结构、零件应力一旦超出屈服极限, 材料就会屈服, 零件就会因为过量变形而失效。所以强度设计时常以屈服极限作为确定许可应力基础。
强化阶段: 屈服阶段结束后, 应力应变曲线又开始上升, 材料恢复了对继续变形抵御能力, 载荷就必需不停增加。D点是应力应变曲线最高点, 定义为材料强度极限又称作材料抗拉强度, 即。对低碳钢来说抗拉强度是材料均匀塑性变形最大抗力, 是材料进入颈缩阶段标志。
颈缩阶段: 应力达成强度极限后, 塑性变形开始在局部进行。局部截面急剧收缩, 承载面积快速降低, 试样承受载荷很快下降, 直到断裂。断裂时, 试样弹性变形消失, 塑性变形则遗留在破断试样上。
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材料塑性通常见试样断裂后残余变形来衡量, 单拉时塑性指标用断后伸长率和断面收缩率来表示。即
其中 ——试样原始标距;
——将拉断试样对接起来后两标点之间距离。
——试样原始横截面面积;
——拉断后试样在断口处最小横截面面积。
低