低碳钢拉伸试验指导书知识讲解.docx
《低碳钢拉伸试验指导书知识讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低碳钢拉伸试验指导书知识讲解.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
低碳钢拉伸试验指导书知识讲解
实验一低碳钢拉伸实验及弹性模量E的测定
一、实验目的
1•了解试验设备一一WDW3100微控电子万能试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项。
2•测定碳钢的屈服极限s、强度极限b、延伸率、断面收缩率。
3•测定弹性模量E。
4•观察拉伸过程中的各种现象，自动生成并打印拉伸图（P一L曲线）
5•分析材料的力学性质。
二、实验设备和量具
1.设备：
WDW3100微控电子万能试验机（图1-1）
图1-1WDW3100微控电子万能试验机
2•计算机（安装实验机控制系统软件---如图1-2）,打印机一台
图1-2
实验机控制系统软件操作界面
3•电子应变引伸计。
4•量具：
游标卡尺
WDW3100微控电子万能试验机主要技术参数:
100
最大实验力
100KN
1最大试验力：
100KN;
2移动横梁行程：
1200mm；
3试验力精确度：
0.5%;
4试验速度：
0.05—500mm/min
5横梁位移显示分辨率：
0.01mm
⑥试验区宽度：
570mm
工作原理:
WDW3100微控电子万能试验机主要由上横梁、移动横梁、台面及两侧立柱组
成框架结构，滚珠丝杠固定在台面和上横梁之间，两滚珠丝杠配合螺母及导套固定在移动横梁上。
电机通过三级同步带轮减速后带动丝杠旋转，推动移动横梁在设定
速度下作直线运动以实现各种试验功能
三、实验试件
低碳钢试件如图I—3。
夹持部
分用来装入试验机夹具中以便夹紧
试件，过渡部分用来保证标距部分能均匀受力，这两部分的形状和尺寸，决定于试
件的截面形状和尺寸以及机器夹具类型。
标距Io是待试部分，也是试件的主体，其
长度通常简称为标距，也称为计算长度。
试件的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大。
为了能正确地比较各种材料的力学性质，国家对试件尺寸作了标准化规定。
拉伸试件分比例试件和非比例试件两种。
比例试件系按公式IoK.A计算而
得。
式中Io为标距，Ao为标距部分原始截面积，系数K通常为5.65和11.3（前者称
为短试件，后者称为长试件）。
据此，短、长圆形试件的标距长度Io分别等于5do、
1Odo。
非比例试件的标距与其原横截面间无上述一定的关系
根据国家标准（GB22—87）将比例试件尺寸列表如下:
标距长度I
o（mm
圆形试样
表示延伸率
试件
横截面积Ao（mm
直径
的符号
比
长
11.3J瓦
iodo
任意
任意
io
例
短
5.65寸Ao
5do
5
表中：
①do表示试件标距部分原始直径;
②io、5分别表示标距长度Lo为少的io倍或5倍的试件延伸率。
常用试件的形状尺寸、表面粗糙度等可查国家标准GB228—87中的附录
四、实验方法及实验原理
1、测定试件的截面尺寸
圆试件测定其直径d0的方法是：
在试件标距长度的两端和中间三处予以测量，
每处在两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均值，然后取这三个平均数的最小值作为d0。
2、试件标距长度lo的确定
除了要根据圆试样的直径do来确定外，还应将其化到5mm或10mm勺倍数。
等于或大于2.5mm但小于7.5mm者化整为5mn;等于或大于7.5mm者进为10mm依此类推。
在标距两端各打一小标点，使其连线平行于试样的轴线。
将两标点间的距离等分10格或20格，并刻出分格线，以便观察变形分布情况，测定其伸长率。
3、试验加载范围
根据低碳钢的强度极限，估计加在试件上的最大载荷，确定试验机最大试验力是否足够。
由于试验机测力部分本身精确度的限制，WDW3100微控电子万能试验
机的测力范围为：
最大试验力100KN的0.4%--100%,即0.4KN—100KN实验时应保证全部待测载荷均在此范围之内。
4、试验过程分析
正式实验开始，用慢速加载，使试件的变形匀速增长。
国家标准规定的拉伸速度是：
屈服前，应力增加速度为10MP/s，屈服后，试验机活动夹头在负荷下的移动速度不大于0.510/min。
厂kps-
」
（a）（b）
图1-4不同钢材的屈服图
对于低碳钢来说，屈服时的曲线如图1—4（a）所示，其中Ps上叫做上屈服载荷,
与锯齿状曲线段最低点相应的最小载荷Ps下叫下屈服载荷。
由于上屈服载荷随试件过渡部分的不同而有很大差异，而下屈服载荷则基本一致，因此一般规定用下屈服载荷来计算屈服极限sPs/A。
Ps下/A。
。
有些材料，屈服时的PL曲线基本上是一个平台的曲线而不是呈现出锯齿形状，如图1—4（b）所示。
屈服阶段终了以后，要使试件继续变形，就必须加大载荷。
这时载荷一变形曲线将开始上升，材料进入强化阶段，试件的横向尺寸有明显的缩小。
如果在强化阶段的某一点处进行卸载，则可以得到一条卸载曲线，实验表明，
它与曲线的起始直线部分基本平行。
卸载后若重新加载，加载曲线则沿原卸载曲线上升直到该点，此后曲线基本上与未经卸载的曲线重合，这就是冷作硬化效应。
随着实验的继续进行，当载荷达到某一值Pb，载荷不再增加的情况下，△L继
续增加，试件开始出现颈缩现象，继续拉伸直至试件最后在颈缩处断裂。
根据测得
的Pb可以按bPb/Ao计算出强度极限b。
其拉伸过程如图1-5所示。
图1-5低碳钢拉伸图
5、试件断后标距部分长度h的测量
将试件拉断后的两段在拉断处紧密对接起来，尽量使其轴线位于一条直线上。
拉断处由于各种原因形成缝隙，则此缝隙应计入试样拉断后的标距部分长度内。
如拉断处到邻近标距端点的距离大于1。
/3，h可直接测量两端点间的长度。
圆形试样在缩颈最小处两个相互垂直方向上测量其直径，用二者的算术平均值作为断口直径di，来计算其Ai。
断面收缩率按下式计算：
空A100%
A0
最后，在进行数据处理时，按有效数字的选取和运算法则确定所需的位数，所需位数后的数字，按四舍六入五单双法处理。
6低碳钢弹性模量E的测定
若要测定试件的弹性模量E,则在试验前应在试件上安装电子应变引伸计。
材料弹性模量E的测定，是在比例极限以内的拉伸试验中进行的。
低碳钢在比例极限内服从胡克定律，即：
PL。
EA0
式中，P――轴向拉力（N
lo—试件标距长度（m
Ao为试件原始截面面积（m）
E――材料弹性模量（Pa）
五、实验操作步骤
1、打开总电源；
2、打开机架背后的空气开关；
3、打开机架前面的钥匙开关；
4、打开电脑及打印机；
5、点击桌面“材料试验机”图标，进入实验软件界面；
6单击菜单栏“联机”，使软件进入控制试验机状态；
7、单击菜单栏“试样录入”，测量试验样件参数，输入试样编号、试样参数等信息，保存并关闭退出；
8、单击菜单栏“参数设置”，确定主要实验参数，关闭退出；
9、各项显示参数“清零”；
10、将试件安装在试验机上，注意试件两端与卡槽底面均留有间隙，然后紧固试件。
再将电子应变引伸计的插销插入销孔后安装于试件上，确保安装牢固，然后此文档仅供学习和交流
图1-6拉伸试验结果分析
拔出插销。
横梁上升期间注意安全，防止试件运动过快冲击上夹头，遇危险则立即按手轮或操作面板上的“STOP按钮；
11、单击菜单栏“试验开始”，进入拉伸试验过程；
12、密切观察试验过程，依提示进行各项操作，随时用手轮或操作面板调节进给速度；
13、直至试件拉断，取下两段试件将其对接，测量断面直径和伸长后的标距；
14、回到电脑前，顺序点击菜单栏“结束实验”“数据管理”，在弹出的对话框中输入相关数据，点击“确定”显示实验数据。
，分析其各项数据。
点击“报表”，进行页面设置，选择单元项目并打印。
（如图1-6）；
15、关闭“数据管理”，单击菜单栏“脱机”、“关闭”，关闭电脑、打印机，关钥匙开关、空气开关、总电源，试验结束。
16、填写试验报告并上交。
升级会员 