《材料成型及控制工程专业综合实验报告.doc.00 修复的》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料成型及控制工程专业综合实验报告.doc.00 修复的（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录实验计划1一、实验课题1二、实验目标1三、实验要求1四、实验内容1五、实验原料与仪器设备1六、分组与时间安排及考核2第一章 实验原理31.1轧制实验原理3 1.2拉伸实验原理31.3硬度检测实验原理3第二章 实验参数设定及实验过程42.1轧制实验参数设定42.2拉伸试验参数的确定42.3实验过程5第三章 实验结果与分析73.1轧制实验结果73.2拉伸实验结果73.3硬度检测实验结果73.4实验分析8第四章 实验总结104.1总结104.2小组分工10个人小结112013级材料成型及控制工程专业综合实验计划一、实验课题 变形程度对冷轧铝板机械性能的影响。二、实验目的通过本次综合实验的训练，使
2、学生进一步掌握形变材料机械性能检测的原理、方法和技术，熟练掌握相关仪器设备的使用与操作方法，巩固材料成型理论知识，进一步提高学生运用所学专业知识综合分析、解决实际问题的能力。三、实验要求以变形程度为实验参数，研究钢板（或铝板）冷轧后金属机械性能变化情况。四、实验内容1、设计实验方案：确定实验目标，合理设计实验参数，分析实验原理，选择实验方法、数据采集方法和数据分析处理方法。2、制定实验程序：详细制定综合实验的具体过程与操作顺序。3、实验操作（1）轧制实验操作：轧制试样的设计与加工；轧制实验。（2）单向拉伸实验操作：拉伸试样的设计与加工；拉伸实验。（3）韧性检测实验操作：韧性测试试样的设计与加工
3、；硬度检测。4、数据处理及绘图：将实验记录数据绘制成表格，采用数据回归法找出实验参数（如变形程度）与测量参数（如轧制力、抗拉强度）之间的关系，并绘制曲线图。5、结论与分析：根据实验数据得出相应的结论，并对得出该结论的机理进行分析。五、实验原料与仪器设备实验材料（钢板或铝板），130mm实验轧机，万能实验机，硬度仪等。19六、分组根据学号顺序将本年级学生分成14组，如下表所示。组号学生学号113101210011310121009213101210101310121018313101210191310121029413101210301310121038513101210391310121048
4、61310121049131012100971310121057131012100981110121112，13101210，66131012107391310121074131012108310131012108413101210921113101210931310121101121310121102131012111213131012111313101211211413101211221310121130七、时间安排：2016.11.072016.11.18，为期二周，具体安排如下表所示。日期11.07-11.0811.09-11.1011.09-11.1111.11-11.1611.17
5、-11.18工作内容制定实验方案轧制实验制作拉伸试样抗拉强度检测硬度检测撰写报告地点1-6组实验楼C5017-12组实验楼C502轧制实验室钳工实训室材料力学实验室金相实验室1-7组实验楼C5018-14组实验楼C502指导教师张金标张红云张金标刘建汪劲松陈守东汪劲松陈守东张红云汪劲松说明：2016.11.0911.16日实验期间，按指导教师安排分组依次进入相应实验室进行实验，其他同学需在教室完成其它工作。八、考核根据学生的实验方案设计、实验期间表现和实验报告情况综合评定成绩。材料成型及控制教研室2016. 11.03第一章 实验原理1.1轧制实验原理同步轧制是指上下两轧辊直径相等，转速相同，
6、且均为主动辊、轧制过程对两个轧辊完全对称、轧辊为刚性、轧件除受轧辊作用外，不受其它任何外力作用、轧件在入辊处和出辊处速度均匀、轧件的机械性质均匀的轧制。在轧制过程中，同步轧制变形区金属在前滑区，后滑区上下表面摩擦力都是指向中性面，中性面附近单位下力增强，使平均单位轧制增大。同步轧制时单位轧制压力沿变形区长度方向的类似抛物线形状分布。1.2拉伸实验原理金属拉伸实验是测定金属材料力学性能的一个最基本的实验，是了解材料力学性能最全面，最方便的实验。1.2.1测量拉伸时的强度（1）强度性能指标屈服应力（屈服点）试样在拉伸过程中载荷不增加而试样仍能继续产生变形时的载荷（即屈服载荷）除以原始横截面面积所得
7、的应力值，即抗拉强度试样在拉断前所承受的最大载荷除以原始横截面面积所得的应力值，即（2）塑性性能指标伸长率 拉断后的试样标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，即式中：为试样的原始标距；为将拉断的试样对接起来后两标点之间的距离。1.3硬度检测实验原理1.3.1洛氏硬度计（1）原理：用金刚石圆锥或钢球，在一定压力下压入实验面，然后根据压痕定出硬度数值，实验时可从表上直接读出硬度值。（2）应用范围：可用于测定各种钢材及金属淬火工件及硬质合金，轻荷洛氏适用于钢材渗碳、氧化等处理后的表面硬度的测定以及薄小试样。（3）硬度计的构造：洛氏硬度计种类很多，外形构造各不相同，但构造原理及主要部件基本相同。
8、第二章 实验参数设定及实验过程2.1轧制实验参数设定已知转过17个齿，压下量为1mm，现在分配每块钢板试样的压下量，在调整好辊缝的基础上，分别转动齿轮5个齿，9个齿，12个齿，15个齿，18个齿，即 分别为0.3mm，0.5mm，0.7mm，0.9mm，1.1mm。如表3-1所示 表2-1 铝板冷轧变形程度的确定（理论设计）试样编号012345轧前厚度H/mm333333压下量/mm00.30.50.70.91.1转过齿数/个059121518变形程度/%01016.7233036.7注：该表格中数据仅为设计，以后面的试验中所得数据为准。2.2拉伸试验参数的确定2.2.1试样分类按照国家标准G
9、B/T 16865-2013变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法，试样按截面形状可分为全截面试样和非全截面试样，非全截面试样又可分为圆形试样、矩形试样、弧形试样，试样按标矩可分为比例试样和非比例试样。2.2.2试样的型号及尺寸矩形试样的型号和尺寸如表3-2所示：表3-2矩形试样的型号和尺寸2.2.3试样的选取 根据有关产品技术标准或双方协议选取。当产品标准、订货单(或合同)中无特殊规定时，应优先选用尺寸大的试样。各种型号试样所测得的伸长率不能相互比较。轧制板、带、箔产品试样的选取厚度不大于0. 1 mm的箔材，应选用100 mm的定标距矩形不带头标准试样。厚度为0.1 mm12. 5
10、 mm的板、带、箔材，应选用50 mm的定标距矩形标准试样。若不能加工成50 mm的定标距矩形标准试样时，可采用25 mm的定标距矩形标准试样。厚度大于12. 5 mm时，应选用的圆形标准试样。2.2.4试样的具体尺寸选用50mm的定矩标准试样，由于设计时要考虑到试样能被夹头夹紧而不至于脱离，两端夹住长度分别可取30mm.如图2-1：图2-1试样示意图2.3实验过程2.3.1轧制实验2.3.1.1实验仪器及材料（1）实验仪器：130mm实验轧机；（2）实验材料：厚度为3mm的钢板六块。2.3.1.2实验步骤（1）将六块BHL=603160规格的铝板试样进行编号，分别为0号，1号，2号，3号，4
11、号，5号；（2）开启轧机，按表2-1调整压下量，先将转盘转过5个齿数，即将辊缝减小0.3mm，进行试样1轧制，轧完后测出其轧制后轧件厚度h，并记录于表3-1中。（3）在进行试样2、3、4、5的轧制时，压下量调整为0.5mm，0.7mm，0.9mm，1.1mm(理论上)，再进行轧制，分别测量每次轧制后轧件的厚度h，并记录于表3-1中。2.3.2拉伸实验 2.3.2.1实验步骤 （1）将轧制实验后的5块铝板试样和未加工试样0设计和加工成图2-1所示形状及尺寸，备用。 （2）将6块试样按原先的05编号进行拉伸实验。2.3.3硬度检测实验HR-150D电动洛氏硬度计的试验方法：（1）选择合适的压头及载
12、荷。（2）根据试样的形状选择载物台，一般用平面台，圆形试样要用“V”形台。（3）预加载荷：旋转手轮升高载物台使试样与压头接触，并观察表头刻度盘上的小指针，直到小指针从黑点转到红点，然后转动刻度盘调整旋钮使刻度盘的零点对准大指针。（4）按下启动电钮，硬度计自行加载、延时、卸载后，大指针指出的值即为硬度的测量值。第三章 实验结果与分析3.1轧制实验结果表3-1铝板冷轧实际变形程度试样编号轧制前轧制后轧厚厚度/mm变形程度/%02.902.900012.802.700.13.622.902.480.4214.532.902.240.7626.242.822.060.762752.942.020.92
13、31.33.2拉伸实验结果表3-2 铝板试样拉伸时的断后伸长率与抗拉强度试样编号012345抗拉强度b/MPa11810810110210091断后伸长率/%332618.518.518.014.53.3硬度检测实验结果表3-3铝板试样硬度检测结果试样编号变形程度/%第一点硬度/HRB第二点硬度/HRB第三点硬度/HRB平均硬度/HRB0092.5606171.1713.655.5343340.67214.561866269.67326.280543656.6742746.581.590.572.3531.339507942.673.4实验分析3.4.1抗拉强度随变形程度变化曲线图如图3-1所示：图3-1 抗拉强度随变形程度变化曲线图3.4.2伸长率随变形程度变化曲线图如图3-1所示：图3-2伸长率随变形程度变化曲线图3.4.3硬度随变形程度变化曲线图如图3-3所示：图3-3 硬度随变形程度变化曲线图由图3-1、图3-2、图3-3分析可得：铝板在轧制后，铝板的抗拉强度、断后伸长率和硬度随变形程度变化的大致趋势是先减小然后有略微的回升，但趋势不大，总体变化趋势还是随着变形程度的增加三个参量在减小。理论上分析：塑性变形改变了金属内部的组织结构，在晶粒内部出现滑移带和孪生带，同时晶粒外形发生变化，晶粒的位向也发生改变。如：出现
