金屬材料拉伸性能測定實(shí)驗(yàn)

1、材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料拉伸性能測定實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)名稱專業(yè)班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師評定成績教師評語指導(dǎo)老師簽名：2015年7月17日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?加深對強(qiáng)度、塑性、拉伸曲線、斷裂的理解；2.掌握金屬彈性模量E、規(guī)定非比例伸長應(yīng)力a、彈性極限a、彈性比功p0.05ea、屈服強(qiáng)度a、抗拉強(qiáng)度a、拉伸伸長率5、斷面收縮率屮、靜力韌度等力esb學(xué)性能的測試方法。3對斷口形貌進(jìn)行宏觀和微觀分析，判斷材料的失效形式，培養(yǎng)對工程結(jié)構(gòu)材料斷裂失效分析的綜合能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（環(huán)境）及要求1萬能材料試驗(yàn)機(jī)2金相顯微鏡3照相手機(jī)4游標(biāo)卡尺，劃線筆5.碳鋼、合金鋼和鑄鐵等拉伸試樣，L=10d00三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1）

2、實(shí)驗(yàn)原理拉伸實(shí)驗(yàn)是用拉力拉伸試樣，一般拉至斷裂，以測定材料的一項(xiàng)或幾項(xiàng)力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)方法。常溫下的拉伸實(shí)驗(yàn)是測定材料力學(xué)性能的基本實(shí)驗(yàn)，可用以測定彈性模量、屈服強(qiáng)度、規(guī)定非比例伸長應(yīng)力、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率和斷面收縮率等，這些力學(xué)性能指標(biāo)都是工程設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。工程結(jié)構(gòu)材料的失效形式通常為斷裂、腐蝕和磨損，其中斷裂是常見的失效形式之一。材料的斷裂按照斷裂前有無產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形，可劃分韌性斷裂和脆性斷裂；按照斷裂微觀機(jī)理，可分為剪切斷裂和解理斷裂。韌性斷裂斷口用肉眼或放大鏡觀察時(shí)往往呈暗灰色、纖維狀。脆性斷裂斷口一般與正應(yīng)力垂直，宏觀上比較齊平光亮。韌性斷裂斷口一般呈杯錐狀，由纖維區(qū)、放射區(qū)

3、和剪切唇三個(gè)區(qū)域組成。脆性斷裂斷口纖維區(qū)很小，剪切唇幾乎沒有。三個(gè)區(qū)域的形態(tài)、大小、相對位置，因試樣形狀、尺寸和金屬材料的性能以及實(shí)驗(yàn)溫度、加載速率和受力狀態(tài)不同而變化。一般來說，材料強(qiáng)度提高、塑性降低，則放射區(qū)比例增大；試樣尺寸加大，放射區(qū)明顯增大，而纖維區(qū)變化不大。根據(jù)宏、微觀的斷口分析，可以真實(shí)了解材料斷裂時(shí)裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的起因、經(jīng)歷及方式，有助于對斷裂的原因、條件及影響因素作出正確判斷。2）實(shí)驗(yàn)步驟1.測量試樣原始尺寸L和d，并記錄在表1-1上。00確定計(jì)算長度L:在試件中間等粗的細(xì)長部分內(nèi)，量取計(jì)算長度L（按10倍或005倍試件確定），并用刻線機(jī)（記號筆等）標(biāo)記?？叹€時(shí)，應(yīng)盡量輕微。

4、2檢查試驗(yàn)機(jī)各部分是否正常，打開萬能試驗(yàn)機(jī)的電源；3打開電腦主機(jī)，以及測試軟件；4通過軟件控制試驗(yàn)機(jī)上下鉗口，將試樣垂直夾持在試驗(yàn)機(jī)的上、下鉗口內(nèi)。5.將L和A輸入測試軟件，把力清零，然后開始測試，006認(rèn)真觀察試樣在拉伸過程的各種行為；7測試終止后，保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；8.取出試樣，測量縮頸處的最小直徑d，并將試樣斷裂處緊密對接在一起，測1量斷后標(biāo)距L，并記錄在表1-1和表1-2中。9用手機(jī)拍照宏觀斷口；用金相顯微鏡觀察微觀斷口不同微區(qū)，并拍照；10拷貝測試結(jié)果，退出測試軟件，關(guān)閉主機(jī)電源，清理工作臺3）試驗(yàn)注意事項(xiàng)：隨時(shí)注意觀察試件在拉伸過程中的形狀變化和應(yīng)力應(yīng)變曲線的變化情況。1.試件拉伸過程

5、中，當(dāng)應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)平臺時(shí)載荷即到達(dá)屈服階段，過了屈服階段后，觀察冷作硬化現(xiàn)象。2當(dāng)載荷到達(dá)最大值（F）時(shí)，曲線開始回落下降，密切注意試件形狀的變化，此b時(shí)可看到頸縮現(xiàn)象。3試件拉斷后，立即停機(jī)存盤。打印出所得的拉伸圖，取下試件并量度此時(shí)的斷后標(biāo)距長度L（如果試件是斷在計(jì)算長度之外的作廢）和頸縮處的最小直徑d。量度時(shí)將試件的兩半接在一起，使其盡量緊貼。4保管好拉斷后的試樣四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理1、原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：以表格的形式給出，建議采用下面表格表1.1拉伸試件原始尺寸數(shù)據(jù)記錄材料及狀態(tài)標(biāo)距Lo(mm)直徑d“(mm)截積m2)橫面面SON截面酊I截面至II截面酊III12平均12平均12平均

6、45#鋼、退火態(tài)表1.2拉伸試件拉,申過程數(shù)據(jù)記錄材料及狀態(tài)斷裂后標(biāo)距長度L(mm)斷裂后縮頸處直徑(mm)縮頸處截面積S(mm2)伸長W拉伸靱斷面收縮率()裂驗(yàn)N)斷實(shí)加斷裂強(qiáng)度(MPa)(MPa)斷后宏觀特征45#鋼、退火態(tài)3、對應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行分析，包括拉伸曲線的修正、彈性模量和彈性比功、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的計(jì)算。此結(jié)果以表格的形式給出。材料力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度上屈服強(qiáng)度下屈服強(qiáng)度數(shù)值材料力學(xué)性能彈性模量彈性比功屈強(qiáng)比數(shù)值4、斷口形貌觀察，并解釋出現(xiàn)這一斷口的原因。五、全部數(shù)據(jù)匯總與分析1、加載速率對各種拉伸性能和斷口形貌的影響。與自己的材質(zhì)相同、尺寸相同、處理工藝相同時(shí)，比較不同加載速率時(shí)各種性能指標(biāo)的變化規(guī)律，繪制相應(yīng)的圖表，分析這些變化規(guī)律的原因屈服強(qiáng)度oo6555n.m/mm1n.m/mm5.m/m.m/m.m/m抗拉強(qiáng)度330320310300290280屈服強(qiáng)度m02m05moolumoolmm05mm02彈性模量432149844.4.4.oSoSnm右mQU±n-E右monn-E右mo2nm右m5nm右ml抗拉強(qiáng)度1mm/min拉伸斷口50mm/min拉伸斷口五、全部數(shù)據(jù)匯總與分析1、熱處理工藝對各種壓縮性能和斷口形貌的影響與自己的材質(zhì)相同、尺寸相同、加載速率相同時(shí)，比較淬火態(tài)和退