低碳钢拉伸试验报告.docx
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低碳钢拉伸试验报告
低碳钢拉伸试验报告
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篇一：
实验一低碳钢拉伸试验报告
实验一低碳钢拉伸试验报告
实验一低碳钢和铸铁的拉伸实验
一、实验目的
1、测定低碳钢拉伸时的屈服极限σs、强度极限σb、伸长率和断面的收缩率；测定铸铁的抗拉强度。
2、观察低碳钢拉伸时的屈服和颈缩现象，对低碳钢和铸铁试件拉伸的断口进行分析。
二、实验设备
万能试验机、试件、游标卡尺。
（点击图标看大图片或视频）
万能试验机低碳钢和铸铁拉伸视频
低碳钢和铸铁
游标卡尺低碳钢拉断
三、实验原理
（一）低碳钢和铸铁拉伸时力学性能的测定。
实验时，试验机可自动绘出低碳钢和铸铁的拉伸图。
从图中可以看出低碳钢拉伸过程中材料经历的四个阶段：
1、正比例阶段，拉伸图是一条直线。
2、屈服阶段，拉伸图成锯齿状。
读数盘上原来匀速转动的指针来回摆动，记录这时候的荷载即为屈服荷载PS。
进而可以计算出屈服极限。
3、强化阶段，屈服后，曲线又缓慢上升，这段曲线的最高点，拉力达到最大值——最大荷载Pb，即可计算出强度极限。
4、颈缩阶段，拉伸图上荷载迅速减小，曲线下滑，试件开始产生局部伸长和颈缩，直至试件在颈缩处断裂。
测量断裂后试件标距的长度和断口处的直径，可计算材料的伸长率和断面的收缩率。
四、实验步骤
（一）低碳钢的拉伸试验
1、准备试件，通过试件落地的声音来判定是低碳钢还是铸铁。
声音清脆的是钢，沉闷的是铸铁。
2、测量试件的直径，并量出试件的标距，打上明显的标记。
在标距中间和两端相互垂直的方向
各量一次直径，取最小处的平均值来计算截面面积。
3、估算最大载荷，配置相应的摆锤，选择合适的测力度盘。
开动试验机使工作台上升一点。
调
主动指针到零点，从动指针与主动指针靠拢，调整好绘图装置。
4、安装试件。
5、开动试验机并缓慢均匀加载。
注意观察指针的转动和自动绘图情况。
注意捕捉屈服荷载的值
并记录下来。
注意观察颈缩现象。
试件断裂后立即停车，记录最大荷载Pb。
6、取下试件，用油标卡尺测量断后标距、最小直径。
（二）铸铁拉伸实验
1、准备试件（除不确定标距外其余同低碳钢）。
2、准备试验（同低碳钢）。
3、进行实验。
缓慢均匀加载，直到拉断，关闭试验机记录最大载荷。
五、结束实验
请教师检查实验记录，将实验设备和工具复原，清理实验现场。
最后整理数据，完成实验报告。
六、注意事项
1、加载要缓慢均匀。
加油不宜过大。
２、最大载荷不得超过测力度盘的80%。
实验一拉伸实验报告
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一、实验目的：
二、实验设备：
三、实验记录与计算结果
1、试件原始尺寸记录：
2、试件断后尺寸记录：
3、PS，Pb记录：
4、实验图象记录
5、计算结果
低碳钢：
屈服极限σs=Ps/A0=强度极限σb=Pb/A0=
延伸率δ=（L1-L0）/L0×100%=截面收缩率Ψ=（A0-A1）/A0×100%=铸铁
强度极限σb=Pb/A0=
四、实验结果讨论
篇二：
低碳钢拉伸实验报告
低碳钢拉伸试验报告
材科1002班任惠41030096
一、试验目的
1、测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能2、测定低碳钢的应变硬化指数和应变硬化系数
二、试验原理和要求
原理：
低碳钢材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，拉伸过程有弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。
通过拉伸试验，可以确定材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等性能指标。
而且可以通过Hollomon公式计算出材料的应变硬化系数与应变硬化指数。
要求：
按照相关国标标准（GB/T228-2002：
金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。
三、试验材料与试样
试验材料：
退火低碳钢、正火低碳钢、淬火低碳钢的R4标准试样各一个。
试样规格尺寸及公差要求如表1、表2所示；试样示意图如图1所示：
图1低碳钢拉伸试样示意图表1R4试样的规格尺寸
表2R4试样的横向尺寸公差
四、试验测试内容与相关的测量工具、仪器、设备1.试验测试内容
（1）直接测量的物理量：
试样的原始标距L0、断后标距Lu、原始直径d0、断后直径du。
（2）连续测量加载过程中的载荷P和试样的伸长量ΔL=L-L0数据。
（由万能材料试验机给出应力-应变曲线）
2.测量工具、仪器、设备
（1）万能材料试验机。
其主要技术规格及参数如下：
a.最大试验力：
200kN
b.试验力准确度：
优于示值的%c.力值测量范围：
最大试验力的%-100%
d.变形测量准确度：
在引伸计满量程的2%-100%范围内优于示值的1%e.横梁位移测量：
分辨率的
f.横梁速度范围：
/min-500mm/min，无级，任意设定g.夹具形式：
标准楔形拉伸附具、压缩附具、弯曲附具
（2）游标卡尺：
精确度mm
（3）载荷传感器：
级，是指载荷传感器示值的最大相对误差为±%（4）引伸计：
标距为50mm，级，级引伸计的标距相对误差为±%（5）划线器：
标记应准确到±1%
注：
低碳钢淬火后抗拉强度可达600MPa，而试样直径为10mm，故最大试验力为：
600MPa×π（10mm/2）2=kN<200kN，因此试验机加载能力满足要求。
五、试验步骤
1．拿到试样，给试样标号：
1号、2号和3号；
2．用游标卡尺分别测量三个样品的两端和中间这三个位置上相互垂直方向的直径d0，记录数据，并对照R4标准试样的横向尺寸公差和形状公差，看试样是否满足要求，若不符合，则换一个试样重新测量；3．用划线器在试样上标记试样的原始标距L0，标记4条线，线和线之间的距离是10mm+40mm+10mm；4．将引伸计固定在试样的标距之间，同时将试样安装卡紧至拉伸试验机的夹头之间，试验中用引伸计检测试样的变形量，载荷传感器固定安置于试验机的下横梁和下夹头之间；
5．设置试验参数，第一步，设置实验类型为拉伸试验，第二步，将载荷与位移的数值清零，第三步，选择等位移的控制方法，设置试验机的拉伸速率为6mm/min[1]，第四步，点击“实验开始”按钮，启动测试过程，计算机自动绘制出载荷-位移曲线，当曲线趋于平缓时，摘除引伸计；
6．继续拉伸试验，观察试样出现颈缩直至断裂，试验机自动停止，从试验机的夹头之间取下试样，观察断口形貌；
7．再用游标卡尺测量断后标距Lu[2]和颈缩处最小直径du[3]；8．重复以上步骤，测量不同热处理状态的试样；9．根据测试结果，处理数据。
注：
[1]国标规定，试样平行长度的屈服期间应变速率应在/s~/s，因为试样平行长度为60mm，60mm×
/s×60s=mm/min，60mm×/s×60s=9mm/min，即试样被拉伸的速度范围是mm/min~9mm/min，因此设定试验机的拉伸速率为6mm/min符合要求。
[2]要求断后标距的测量工具分辨率要优于mm，准确到±mm，因此可以用精度为的游标卡尺测量多组数据，求均值和方差。
[3]要求断裂后最小横截面积的测定应准确到±2%，因此可以测量多组数据求方差。
六、实验数据1.试样原始尺寸测量
表3试样原始尺寸测量记录表
根据规定，R4试样的原始直径d0应该满足尺寸公差要求≤d0≤，但是由测量结果可以看出1、2、3号试样均不满足此要求。
但是三个试样的最大直径和最小直径之差均没有超过
，满足R4试样的形状公差要求。
其中试样原始横截面积S0?
1?
d02，d0取的是上端、中端和下端测量平均值
4中的最小值。
2.试样断后尺寸测量
表4试样断后尺寸测量记录表
1
其中，Su?
?
du2
4
（1）1号试样测量六组断后标距，故
?
Lu?
=<
因此测量的断后标距符合国标精度要求。
（2）2号试样测量六组断后直径，因此
?
du?
=<
由于Δdu的值小于游标卡尺的测量精度，而断后直径是由游标卡尺测得的，因此Δdu至少要大于故，?
du?
?
，
?
?
?
%?
1%
因此测量的断后直径符合国标精度要求。
（3）3号试样由于断口处离试样一端太近，其塑性变形范围已经超过标距线，因而无法得到其断后伸长率A，故其断后标距不用测量。
3.由拉伸试验机得到的数据
表5由试验机得到的1、2和3号试样实验数据
1、2和3号试样的应力应变曲线如图2的（a）、（b）和（c）所示。
其中由于3号试样的应力应变曲线的屈服阶段不明显，故采用规定非比例延伸强度来表征强度性能。
其中拉伸试验性能测定结果数值的修约要求如表6所示。
表6性能结果的数值修约间隔要求
（a）1号试样
（b）2号试样（c）3号试样
图21、2和3号试样的应力应变曲线
七、实验数据处理1.强度性能
强度性能可由屈服强度ReL（规定非比例延伸强度）和抗拉强度表征，列于表5中。
2.塑性性能
（1）断后伸长率A
断后伸长率计算公式：
A?
1号试样：
A?
2号试样：
A?
Lu?
L0
?
100%L0
?
?
%，修约后A=%
?
?
%，修约后A=%
3号试样由于断口处离试样一端太近，其塑性变形范围已经超过标距线，因而无法得到其断后伸长率。
（2）断面收缩率Z
断面收缩率计算公式：
Z?
1号试样：
Z?
2号试样：
Z?
3号试样：
Z?
S0?
Su1
?
100%，其中S0?
1?
d02，Su?
?
du2Su44
?
?
%，修约后Z=%
?
?
%，修约后Z=%
?
?
%，修约后Z=%
篇三：
低碳钢拉伸实验报告
低碳钢拉伸实验报告
1实验目的
（1）观察低碳钢在拉伸时的各种现象,并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限
?
s,强度极限?
b?
延伸率?
10和断面收缩率?
。
（2）观察低碳钢在轴向拉伸时的各种现象。
（3）观察试样受力和变形两者间的相互关系,并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。
（4）学习、掌握电子万能试验机的使用方法及其工作原理。
2仪器设备和量具
电子万能试验机，单向引伸计，游标卡尺。
3试件
实验证明，试件尺寸和形状对实验结果有影响。
为了便于比较各种材料的机械性能，国家标准中对试件的尺寸和形状有统一规定。
根据国家标准，（GB6397-86），将金属拉伸比例试件的尺寸列表如下：
本实验的拉伸试件采用国家标准中规定的长比例试件（图2-1）,实验段直径
d0=10mm,标距l0=100mm。
4实验原理和方法
在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d0和标距l0。
实验时，首先将试件安装在实验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量实验段的变形。
然后开动实验机，缓慢加载，与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线（F?
?
l曲线，见图2－3）或应力-应变曲线（?
?
?
曲线，见图2－4），随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：
（1）弹性阶段（ob段）
在拉伸的初始阶段，?
?
?
曲线（oa段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。
线性段的最高点称为材料的比例极限（?
p），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E。
线性阶段后，?
?
?
曲线不为直线（ab段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。
卸载后变形能完全消失的应力最大点称为材料的弹性极限（?
?
），一般对于钢等许多材料，其弹性极限与比例极限非常接近。
（2）屈服阶段（bc段）
超过弹性阶段后，应力几乎不变，只是在某一微小范围内上下波动，而应变却急剧增长，这种现象成为屈服。
使材料发生屈服的应力称为屈服应力或屈服极限（?
s）。
当材料屈服时，如果用砂纸将试件表面打磨，会发现试件表面呈现出与轴线成450斜纹。
这是由于试件的450斜截面上作用有最大切应力，这些斜纹是由于材料沿最大切应力作用面产生滑移所造成的，故称为滑移线。
（3）硬化阶段（ce段）经过屈服阶段后，应力应变曲线呈现曲线上升趋势，这说明材料的抗变形能力又增强了，这种现象称为应变硬化。
若在此阶段卸载，则卸载过程的应力应变曲线为一条斜线（如d?
d’斜线），其斜率与比例阶段的直线段斜率大致相等。
当载荷卸载到零时，变形并未完全消失，应力减小至零时残留的应变称为塑性应变或残余应变，相应地应力减小至零时消失的应变称为弹性应变。
卸载完之后，立即再加载，则加载时的应力应变关系基本上沿卸载时的直线变化。
因此，如果将卸载后已有塑性变形的试样重新进行拉伸实验，其比例极限或弹性极限将得到提高，这一现象称为冷作硬化。
在硬化阶段应力应变曲线存在一最高点，该最高点对应的应力称为材料的强度极限（?
b），强度极限所对应的载荷为试件所能承受的最大载荷Fb。
（4）颈缩阶段（ef段）
试样拉伸达到强度极限?
b之前，在标距范围内的变形是均匀的。
当应力增
大至强度极限?
b之后，试样出现局部显著收缩，这一现象称为颈缩。
颈缩出现后，使试件继续变形所需载荷减小，故应力应变曲线呈现下降趋势，直至最后在
f点断裂。
试样的断裂位置处于颈缩处，断口形状呈杯状，这说明引起试样破坏
的原因不仅有拉应力还有切应力。
5实验步骤
1、准备试件，测量试件的直径d0，打上明显的标记，并量出试件的标记距离l0，并取三次测量结果的平均值。
在试件中间和两端相互垂直的方向各量两次直径，取六次测量平均值来计算截面面积A0。
2、依次打开计算机、试验机，并旋转试验机外罩上的旋钮启动试验机。
3、双击桌面上的图标，进入软件操作系统。
4、点击“编辑试验方案”，编辑好试验方案。
1）力控制，150N/min，终点为27000N；2）力控制，150N/min，终点为8000N；3）力控制，150N/min，终点为29000N；4）力控制，150N/min，终点为8000N；5）位移控制，5mm/min，终点为80mm；
5、装夹拉伸试样。
通过试验机的“上升”、“下降”按钮把横梁调整到方便装试件的位置，再把上钳口松开，夹紧试样的上端。
6、使横梁下降，当试样能够夹在下钳口时，停止。
7、在实验操作界面上把负荷、峰值、变形、位移清零，夹紧下钳口，然后按下“保载”按钮。
8、装夹引伸计，并检查引伸计是否已正确连接到计算机主机的端口上。
9、点击“开始”按钮，开始实验。
当试件即将进入屈服阶段时，屏幕会弹出对话框提示取下引伸计，此时要迅速取下引伸计。
因为此后试件将进入屈服阶段，在载荷—变形图上将看到一个很长的波泿形曲线（表明试件处于流塑阶段），应力变化不大，但应变大大增加。
如果不取下引伸计，引伸计将被拉坏。
在实验过程中，注意观察屈服（流动）、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象。
10、试样拉断后，立即按“停止”按钮。
然后点取“保存数据”按钮，保存试验数据。
取下试样，先将两段试件沿断口整齐地对拢，量取并记录拉断后两标距点之间的长度l1，及断口处最小的直径d1，并计算断后面积A1。
11、数据处理。
生成实验数据曲线图，使用“遍历”功能记下相关数据。
实验图片
6试验结果处理
记录试件的屈服抗力FS和最大抗力Fb。
试件断裂后，测量断口处的最小直径d1和标记距离间的距离l1。
依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。
弹性模量E?
Fl
?
lA0
Fs?
d02
强度指标：
屈服极限?
s?
，其中A0?
A04
强度极限?
b?
Fb
A0
塑性指标：
延伸率?
?
l1?
l0
?
100%l0
断面收缩率?
?
A0?
A1
?
100%A0
试件原始尺寸记录
《低碳钢拉伸试验报告》
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