低碳鋼和灰口鑄鐵的拉伸,壓縮實(shí)驗(yàn)

低碳鋼和灰口鑄鐵的拉伸、壓縮試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康蘑庞^看低碳鋼在拉伸時(shí)的各種現(xiàn)并測定低碳鋼在拉伸時(shí)的屈服極強(qiáng)度極限 ,延長率 和斷面s b 10收縮率。⑵.觀看鑄鐵在軸向拉伸時(shí)的各種現(xiàn)象。⑶.觀看低碳鋼和鑄鐵在軸向壓縮過程中的各種現(xiàn)象。⑷.觀看試樣受力和變形兩者間的相互關(guān)系,并留意觀看材料的彈性、屈服、強(qiáng)化、頸縮、斷裂等物理現(xiàn)象。測定該試樣所代表材料的F、F

和l等值。S b⑸.對典型的塑性材料和脆性材料進(jìn)展受力變形現(xiàn)象比較，對其強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)進(jìn)展比較。⑹.學(xué)習(xí)、把握電子萬能試驗(yàn)機(jī)的使用方法及其工作原理。儀器設(shè)備和量具50KN電子萬能試驗(yàn)機(jī)，單向引伸計(jì)，鋼板尺，游標(biāo)卡尺。試件試件標(biāo)距長度L0橫截面積A0圓試件直徑d0試件標(biāo)距長度L0橫截面積A0圓試件直徑d0表示延長率的符號A 或10d00任意任意比例/長短A 或5d00任意任意0 0 本試驗(yàn)的拉伸試件承受國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的長比例試件(圖2－1),試驗(yàn)段直徑d 10mm,標(biāo)距l(xiāng) 100mm。本試驗(yàn)的壓縮試件承受國家標(biāo)準(zhǔn)〕中規(guī)定的圓柱形試件h/d 2，d 15mm〔圖－20 0 2－1拉伸試件試驗(yàn)原理和方法

2－2壓縮試件〔一〕低碳鋼的拉伸試驗(yàn)在拉伸試驗(yàn)前，測定低碳鋼試件的直徑d 和標(biāo)距l(xiāng)。試驗(yàn)時(shí)，首先將試件安裝在試驗(yàn)機(jī)的上、下夾頭內(nèi)，0 0并在試驗(yàn)段的標(biāo)記處安裝引伸儀，以測量試驗(yàn)段的變形。然后開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，緩慢加載，與試驗(yàn)機(jī)相聯(lián)的微時(shí)機(jī)自〔Fl曲線，見圖－〕〔曲線，見圖－4，隨著載荷的漸漸增大，材料呈現(xiàn)出不同的力學(xué)性能：edbedb2－4acb2－3彈性階段〔Ob段〕在拉伸的初始階段，曲線〔Oa段〕為始終線，說明應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即滿足胡克定理，此階段稱為線形階段。線性段的最高點(diǎn)稱為材料的比例極限P，線性段的直線斜率即為材料的彈性摸量。線性階段后，曲線不為直線b段，應(yīng)力應(yīng)變不再成正比，但假設(shè)在整個(gè)彈性階段卸載，應(yīng)力應(yīng)變限〔，一般對于鋼等很多材料，其彈性極限與比例極限格外接近。e屈服階段〔bc段〕使材料發(fā)生屈服的應(yīng)力稱為屈服應(yīng)力或屈服極限〔。s450450斜截面上作用有最大切應(yīng)力，這些斜紋是由于材料沿最大切應(yīng)力作用面產(chǎn)生滑移所造成的，故稱為滑移線。硬化階段〔ce段〕硬化。假設(shè)在此階段卸載，則卸載過程的應(yīng)力應(yīng)變曲線為一條斜線〔dd斜線，其斜率與比例階段的直線段斜率大致相等。當(dāng)載荷卸載到零時(shí)，變形并未完全消逝，應(yīng)力減小至零時(shí)殘留的應(yīng)變稱為塑性應(yīng)變或剩余應(yīng)變，相高，這一現(xiàn)象稱為冷作硬化。〔b的載荷為試件所能承受的最大載荷F 。b頸縮階段〔ef段〕試樣拉伸到達(dá)強(qiáng)度極限b b直至最終在f點(diǎn)斷裂。試樣的斷裂位置處于頸縮處，斷口外形呈杯狀，這說明引起試樣破壞的緣由不僅有拉應(yīng)力還有切應(yīng)力。〔二〕鑄鐵的拉伸試驗(yàn)變曲線如圖2－5所示。鑄鐵從開頭受力直至斷裂，變形始階段，也無頸縮現(xiàn)象。斷口垂直于試樣軸線，這說明引起大拉應(yīng)力?！踩车吞间摵丸T鐵的壓縮試驗(yàn)出，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即滿足胡克定理。當(dāng)載荷到達(dá)肯定

試樣破壞的緣由是最曲線圖2－6可以看生明顯的屈服現(xiàn)象。過了屈服階段后，試件越壓越扁，最終被壓成腰鼓形，而不會發(fā)生斷裂破壞。鑄鐵試件在壓縮過程中，沒有明顯的線性階段，也沒有明顯的屈服階段〔如圖七所示。鑄鐵的壓縮強(qiáng)度極限約為拉伸強(qiáng)度極限的3-4倍。鑄鐵試件斷裂時(shí)，斷口方向與試件軸線約成550。一般認(rèn)為是切應(yīng)力和摩擦力共同作用的結(jié)果。圖2－6 圖2－7試驗(yàn)步驟〔一〕低碳鋼的拉伸試驗(yàn)1、依次翻開計(jì)算機(jī)、變壓器，并按下主機(jī)外罩上的“復(fù)位”按鈕啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。2WinWdw-PCI，進(jìn)入軟件操作系統(tǒng)。3、點(diǎn)擊“試驗(yàn)操作4、用游標(biāo)卡尺測量試樣的直徑和標(biāo)距，并記錄。在試件的標(biāo)距范圍內(nèi)測量試件三個(gè)橫截面處的截面直徑次直徑。取六次測量的平均值做為原始直徑d

，并據(jù)此計(jì)算試件的橫截面面積A000

。測量標(biāo)距時(shí)，要用游標(biāo)卡尺測量三次，并取三次測量結(jié)果的平均值作為試件的原始長度l。05、做試驗(yàn)夾緊試樣的上端；⑵使橫梁下降，當(dāng)試樣能夠夾在下鉗口時(shí)，停頓；⑶在試驗(yàn)操作界面上把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時(shí)間清零，夾緊下鉗口；⑷在“掌握面板”上選擇“位移掌握n的速度使橫梁下降，消退預(yù)緊力，使負(fù)荷變?yōu)榱悖虎裳b夾引伸計(jì)，并檢查引伸計(jì)是否已正確連接到計(jì)算機(jī)主機(jī)的端口上；加載速度選0.5mm/min；〔或長、寬⑺再次把負(fù)荷、峰值、變形、位移、時(shí)間等各項(xiàng)分別清零。⑻試件馬上進(jìn)入屈服階段時(shí)，屏幕會彈出對話框提示取下引伸計(jì)，此時(shí)要快速取下引伸計(jì)。由于此后試件變形圖上將看到一個(gè)很長的波泿形曲線〔說明試件處于流塑階段不大，但應(yīng)變大大增加。假設(shè)不取下引伸計(jì)，引伸計(jì)將被拉壞。接著材料進(jìn)入強(qiáng)化階段，可將加載速度5mm/min，連續(xù)試驗(yàn)直至試樣拉斷。在試驗(yàn)過程中，留意觀看屈服〔流淌、強(qiáng)化，卸載規(guī)律、頸縮、斷裂等現(xiàn)象。⑼試樣拉斷后，馬上按“停頓”按鈕。然后點(diǎn)取“保存數(shù)據(jù)”按鈕，保存試驗(yàn)數(shù)據(jù)。取下試樣，先將兩段試件沿?cái)嗫谡R地對攏，量取并記錄拉斷后兩標(biāo)距點(diǎn)之間的長度l1

，及斷口處最小的直徑d1

，并計(jì)算斷后面積。⑽應(yīng)力---應(yīng)變曲線，單擊“確定”銨鈕后打印試驗(yàn)報(bào)告?！捕宠T鐵的拉伸試驗(yàn)操作步驟與低碳鋼試驗(yàn)根本一樣，不同之處有：無須裝夾引伸計(jì)。2mm/min在試驗(yàn)中留意讀取荷載極限值?！踩车吞间搲嚎s試驗(yàn)其操作步驟與拉伸時(shí)根本一樣，不同之處有：試件放于下壓頭的中心處，移動(dòng)橫梁使上壓頭漸漸接近試樣。但不能接觸試樣。2mm/min〔荷載單元可顯2～3kN。2mm/min5mm/min。試樣不會斷裂，曲線畫到肯定程度即可完畢試驗(yàn)；在試驗(yàn)中留意讀取屈服時(shí)的荷載值。〔四〕鑄鐵壓縮試驗(yàn)操作步驟與低碳鋼壓縮一樣，不同的是試件破斷后停機(jī)。全部試驗(yàn)完畢后，關(guān)閉軟件和試驗(yàn)機(jī)，并檢查機(jī)器和儀器的各開關(guān)按鍵是否置于原始位置，然后關(guān)掉電源。試驗(yàn)結(jié)果處理〔一〕低碳鋼的拉伸試驗(yàn)記錄試件的屈服抗力Fs

和最大抗力F。試件斷裂后，測量斷口處的最小直徑db 1

和標(biāo)距間的距離l1

。依據(jù)測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算低碳鋼材料的強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)。強(qiáng)度指標(biāo)：屈服極限 s強(qiáng)度極限 b塑性指標(biāo)：

F s,其中A 0A 40FbA0延長率 10

ll1 0100%l0AA斷面收縮率 〔二〕低碳鋼的壓縮試驗(yàn)

0A 1100%0試驗(yàn)前，測量試件的直徑d0

和高度h0

sF，從而計(jì)算出低碳鋼的屈服極限：s〔三〕灰口鑄鐵的拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)前測定試件的直徑d0

，試件在拉伸過程中留意觀看與低碳鋼拉伸試驗(yàn)中不同的現(xiàn)象〔如變形小、無屈服、無頸縮、斷口平齊等；記錄斷裂時(shí)的最大抗力Fb b〔四〕灰口鑄鐵的壓縮試驗(yàn)

F b。A0試驗(yàn)前測定試件的直徑d 和高度h。試驗(yàn)時(shí)觀看灰口鑄鐵試件在壓縮過