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金属的拉伸实验一

一、实验目的

1、测定低碳钢的屈服强度二S、抗拉强度匚b、断后延伸率「•和断面收缩率■

2、观察低碳钢在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（F—「丄曲线）

3、分析低碳钢的力学性能特点与试样破坏特征

二、实验设备及测量仪器

1、万能材料试验机

2、游标卡尺、直尺

三、试样的制备

试样可制成圆形截面或矩形截面，采用圆形截面试件，试件中段用于测量拉伸变形，其

长度。称为“标矩”。两端较粗部分为夹持部分，安装于试验机夹头中，以便夹紧试件。试验表明，试件

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的尺寸和形状对材料的塑性性质影响很大，为了能正确地比较材料力学性能，国家对试件的尺寸和形状都作

了标准化规定。直径d0=20mm,标矩

I。=2O0nm（k10或I=100mm（l=5d）的圆形截面试件叫做“标准试件”，如因原

000

料尺寸限制或其他原因不能采用标准试件时，可以用“比例试件”。

四、实验原理

在拉伸试验时，禾U用试验机的自动绘图器可绘出低碳钢的拉伸曲线，见图2-11所示的F

—△L曲线。图中最初阶段呈曲线，是由于试样头部在夹具内有滑动及试验机存在间隙等原因造成的。分

析时应将图中的直线段延长与横坐标相交于O点，作为其坐标原点。拉伸曲

线形象的描绘出材料的变形特征及各阶段受力和变形间的关系，可由该图形的状态来判断材

料弹性与塑性好坏、断裂时的韧性与脆性程度以及不同变形下的承载能力。但同一种材料的

拉伸曲线会因试样尺寸不同而各异。为了使同一种材料不同尺寸试样的拉伸过程及其特性点

便于比较，以消除试样几何尺寸的影响，可将拉伸曲线图的纵坐标（力F）除以试样原始横

截面面积并将横坐标（伸长△L）除以试样的原始标距I。得到的曲线便与试样尺寸无关，此曲线称为应

力一应变曲线或R—；曲线，如图2—12所示。从曲线上可以看出，它与拉伸

图曲线相似，也同样表征了材料力学性能。

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爲一上屈服力：①一下屈服力厂最尢力；叫一断裂后塑性伸恰业一彈性佃长

團2—11低碳钢拉伸曲线

拉伸试验过程分为四个阶段，如图2—11和图2-12所示。

（1）、弹性阶段OC。在此阶段中拉力和伸长成正比关系，表明钢材的应力与应变为线性关系，完全

遵循虎克定律，如图2-12所示。若当应力继续增加到C点时，应力和应变的关系不再是线性关系，但变形

仍然是弹性的，即卸除拉力后变形完全消失。

久一上屈服强度；氐一下屈服强度*心一抗拉强度；齢一断裂后的塑性应变；片一弹.性应变图2—1

鮎氐踐钢应力一应变图

（2）、屈服阶段SK当应力超过弹性极限到达锯齿状曲线时，键盘上的力值并往复运动，这时若试

。

样表面经过磨光，可看到表征晶体滑移的迹线，大约与试样轴线成45°方向。

这种现象表征试样在承受的拉力不继续增加或稍微减少的情况下变形却继续伸长，称为材料

的屈服，其应力称为屈服点（屈服应力）。示力盘的指针首次回转前的最大力（Fsu上屈服力）

或不计初