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1、实验三低碳钢和铸铁的扭转实验一、实验名称低碳钢和铸铁的扭转实验。二、实验目的1. 测定低碳钢的剪切屈服极限及剪切强度极限;2. 测定铸铁的剪切强度极限;3. 观察比较两种材料扭转变形过程中的各种现象及其破坏形式，并对试件断口 进行分析。三、实验设备及仪器1. 扭转试验机2. 游标卡尺四、试样制备低碳钢和铸铁试样如图所示，直径d=10nuii,分别测量并记录试样的原始标距L。五、实验原理扭转实验是将材料制成一定形状和尺寸的标准试样，置于扭转试验机上进行 的，利用扭转试验机上面的自动绘图装置可绘出扭转曲线，并能测出金属材料抵 抗扭转时的屈服扭矩Ts和最大扭矩A。通过计算可求出屈服极限及剪切强度其中
2、:Wt = 六、实验步骤1. 测量试件标距；2. 选择试验机的加载范围，弄清所用测力刻度盘；3. 安装试样，调整测力指针；4. 实验测试。开机缓慢加载，注意观察试件、测力指针和记录图，记录主要数 据，在低碳钢扭转时，有屈服现象，记录测力盘指针摆动的最小扭矩为屈服扭矩 L,直至实验结束记录最大扭矩仏；5. 铸铁在扭转时无屈服现象，直至实验结束记录最大扭矩6. 关机取下试件，将机器恢复原位。七、数据记录及处理1. 原始数据记录材料直径do (mm)标距Lo (mm)屈服扭矩Ts(Nm)最人扭矩Tb(Nm)低碳钢10铸铁102.计算(1)抗扭截面系数Wt的计算(单位mn?)(2)低碳钢的屈服极限及剪
3、切强度极限的计算(单位MPa)Tswt铸铁剪切强度极限珂的计算(单位MPa) 破坏原因分析：八、绘制断口示意图并分析破坏原因(a)低碳钢断I I示意图(b)铸铁断【I示意图低碳钢材料的抗剪能力低于抗拉(压)能力，低碳钢扭转时沿最大切应力的 作用面发生断裂，为切应力作用而剪断，因此，其破坏断面与曲线垂直，见图(a) 所示；铸铁材料的抗拉强度较低，铸铁扭转时沿最大拉应力的作用面发生断裂， 由应力状态可知，纯剪切最大拉应力作用的主平面与X轴夹角为45 ,因此， 铸铁圆形试件破坏断面与轴线成45螺旋面，如图(b)所示。九、实验作业1. 说明测定低碳钢剪切屈服极限、剪切强度极限及铸铁剪切强度极限珂的 实验原理及步骤；2. 根据实验过程中记录的原始数据，计算低碳钢的剪切屈服极限、剪切强度 极限兀及铸铁的剪切强度极限入；3. 绘制低碳钢和铸铁的断口示意图，并分析其破坏原因。
