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1、实验二低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验一、实验目的1、观察低碳钢、铸铁在拉伸、压缩过程中的变形及破坏现象，并绘出P-A L曲线。2、测定材料的强度指标及塑性指标。3、比较塑性材料和脆性材料在拉伸和压缩时的力学性能。二、实验设备1、游标卡尺2、油压式万能材料试验机三、试件1、拉伸试件实验表明，试件尺寸和形状将影响试验结果， 为了避免这种影响和便于比较不同材料的 力学性质，在国家标准（金属拉伸试验试样）GB6397-86中，对试件尺寸和形状作出了统一的规定。试件可制成圆形或矩形载面，圆形载面试件如图3所示。图3圆形载面拉伸试件拉伸试件按尺寸又分为比例试件和定标距试件两种。比例试件是指标距长度与横载面面
2、积间具有下面比例关系的试件。L = kC式中系数K通常为5.65或11.3,前者称为短试件，后者称为长试件。所以直径为d的短、长圆形试件的标距L应分别等于5d和10d。定标距试件的标距与其载面面积无上述比例关系，其标距由制品（薄板、细管、型材等）的尺寸的材料的性质决定。2、压缩试件根据国家标准 GB7314-87，金属材料的压缩试件一般制成短圆柱形，如图4所示。试件长度L= （1.53.5） d。为了使试件尽量承受轴向压力，试件两端面必须平行并垂直于轴线， 两端面还应加工得光滑，以减小摩擦力的影响。图4压缩试件四、实验过程1、试件准备分别测量拉伸与压缩试件的尺寸，记下最小横载面平均直径d,其中
3、低碳钢拉伸试件还要刻划出标距长度 L=100mm。2、安装试件，拨动测力度盘上的从动针使其与主动针重合，调整好自动绘图仪上的纸 与笔。3、低碳钢拉伸实验(1) 开动油泵电机，缓慢匀速加载，注意观察自动绘图仪上绘制的PAL曲线(图5)及测力指针的转动。拉伸图的第一阶段应是直线，因为拉力与变形成正比， 但因开始加载时，试件头部在夹头中的滑动很大，所以拉伸图最初一段是曲线。图5低碳钢拉伸图(2) 当测力指针停止转动，接着倒退并来回摆动，P-A L曲线形成锯齿形，此时为材料的屈服阶段，记下测力指针回摆所示的最小载荷，即为屈服载荷Ps。(3) 继续加载，试件明显变长变细， PA L图呈曲线上升，为强化阶
4、段。当加载达到最 大载荷Pb时，测力指针发生倒退， P-A L曲线下降，试件局部产生颈缩，直到断裂。试件 断裂后立即停机，由从动针读出最大载荷 Pb,并记录下来。(4) 将断裂试件的两段对齐并尽量靠紧，测量断裂后标距的长度 L!及颈缩处横载面的 最小值径di。4、铸铁拉伸实验开机，缓慢加载，当载荷达到最大值Pb时，断裂突然发生，记下最大载荷Pb停机，观图6铸铁拉伸图察P-A L曲线（图6）的特点，曲线微弯，无屈服及颈缩现象，变形极小，断口位于横 载面，呈晶粒状。5、低碳钢压缩实验将试件两端面涂以润滑油，然后准确地放在试验机球形支承垫板中心处，开机，缓慢均匀加载，注意观察测力指针的转动，当指针出
5、现短暂停留，表示达到屈服载荷PS,但是这时并不象拉伸那样有明显的屈服阶段，故常借助绘图仪上绘出的压缩图（图7）来帮助判断，压缩图中直线段后出现变形增长较快的非线性小段时，表示材料到达屈服。继续加载，试件塑性变形迅速增长，横载面积增大，承载能力也随之增大，P-厶L曲线呈向上翘起的曲线形 式，试件最后被压成鼓形而不断裂。6、铸铁压缩实验引迅腭扣上空匸铸铁压缩时没有屈服现象，变形较小（图8），达到最大载荷Pb时突然破裂，断口与轴线约成45 。0it图*铸铁压缩图低碳钢和铸铁的拉伸、压缩实验报告、拉伸实验1、试件尺寸记录表材料标距L （ mm）直径d（ mm）横载面面积A（ mm2）低碳钢铸铁2、实验
6、数据记录表材料屈服载荷Ps (kN)最大载何Pb (kN)断后标距Li (mm)断口直径di (mm)断口横载面2Ai (mm )低碳钢铸铁/3、实验资料整理结果低碳钢铸铁屈服极限6=空=MPaA/Pb强度扱限=MPaA强度极限疔事二旦二MPaA延伸率3 =厶xlOO% =L1 / -断面收缩率甲二A A1 xlOO% = A/ 1、压缩实验1、实验数据记录表材料直径d (mm)横载面面积A (mm2)屈服载荷Ps (kN)取大载何Pb ( KN )低碳钢铸铁2、实验资料整理结果低碳钢铸铁屈服极限b严比MPaA / 1强度极限引二昱二MPaA二、思考题1、低碳钢的P-A L曲线的初始加载阶段为何不为直线？2、低碳钢拉伸实验测出 b s和b b是不是试件在屈服和断裂时的真实应力？为什么?3、试分别比较低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能。4、铸铁在拉伸和压缩时所表现的力学性能有何不同？破坏断口有何不同？为什么？
