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1、低碳钢拉伸试验报告一、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、试验内容要求明确试验方法：通过室温拉伸试验完成上述性能测试工作，测试过程执行GB/T228-2002。1、试验材料与试样 试验材料：本次试验选用了三种热处理方式不同的低碳钢分别进行试验，其相关特性如表1所示。表1 试样材料相关信息表热处理 低碳钢化学成分处理工艺微观组织特征性能退火状态碳含量小于0.25%加热到适当温度，保持一 定时间，缓慢冷却退火组织为铁素体和少量珠光体强度较低，塑性较好正火状态的非合金低碳钢加热到 Acm以上30-50 C，保温适当
2、时间 后，在静止空气中冷却珠光体片层教 习，铁素体晶粒 也比较细强度和硬度提高淬火状态加热到Ac1或Ac3温度以 上并保持一段时间，随即 进入淬冷介质中快速冷 却组织大部分转化 为马氏体强度和硬度提高，塑性韧性降低 试样本次试样为机加工低碳钢，截面为圆形，其直径为10mm的R4标准试样。根据国际标准 GB/T228-1002, R4标准试样规格尺寸及公差要求如表2、表3所示。表2 R4试样的规格尺寸标距平行长度截面原始直径过渡弧直径头部直径50mm60mm10mm8 mm20mm表3R4试样的尺寸公差要求尺寸公差形状公差0.07mm0.042、试验测试内容与相关的测量工具、仪器、设备 测试内容
3、游标卡尺测量的物理量：试样的原始标距L0断后标距原始直径d,断面直径du。万能材料试验机测量物理量：连续测量加载过程中的载荷P和试样的伸长量Al及应力-应 变曲线。 测量工具、仪器、设备（1）游标卡尺用于测量试样的标距长度与直径，50分度，精度为0,02mm(2) 划线器精度为1%(3) WDW-200D微机控制电子式万能材料试验机主要性能指标：最大试验力：200KN 试验力准确度：由于示值的5%力值测量范围：最大试验力的0.4%-100%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 横梁位移测量：分辨率的0.001mm横梁速度范围：0.005mm/min-500mm/mi
4、n夹具形式：标准楔形拉伸副局，压缩附具，弯曲附具。(4) 引伸计0.5级(即精确至引伸计满量程的1/50)3、试验步骤或程序(1) 给三个试验编号，分别1、2、3；(2) 用游标卡尺按照要求测量上、中、下三个部位的直径d,并验证数据是否符合R4 试样公差要求；(3) 用划线器在试样上标注试样的标距为L0=50mm；(4) 将引伸计固定于试样的标距之间，同时将试样安装卡紧与拉伸试验及的夹槽之间; 试验中使用引伸计检测试样的变形量；(5) 启动测试仪器，由计算机记录载荷一伸长数据；(6) 在载荷达到最大值是(出现颈缩效应)取下引伸计，然后继续加载至试样断裂， 取下试样；(7) 用游标卡尺测量1号试
5、样断后最小直径du和断后标距长度Lu；(8) 对2号，3号试样重复以上步骤。4、试验数据处理与分析讨论试验相关数据表断裂前尺寸记录表试样 编 号原始标距L/mm试样原始直径d0/mm原始截面积S/mm2上端截面中部截面下端截面12平均值12平均值12平均值150.09.909.929.919.909.889.899.929.909.9177.03250.010.0010.0010.009.969.989.979.969.969.9677.96350.010.0810.0610.0710.0810.0610.0710.0410.0210.0379.43表5试样1断后尺寸记录表相关参数试验数123
6、456平均值断后标距长度Lu/mm68.0067.9668.1067.9068.0068.0067.99颈缩处最小直径du/mm5.905.966.005.905.905.985.94断后最小横截面积Su/mm27.3427.9028.2727.3427.3428.0927.71MPa0. 00图1试样1的应力-应变曲线12.6016.8021.0025.2029.4033.6037.8042.00表6试样2断后尺寸记录表相关参数试验数123456平均值断后标距长度Lu/mm61.8061.8261.8862.1062.0061.7261.89颈缩处最小直径du/mm5.845.786.105
7、.925.846.105.93断后最小横截面积Su/mm26.7926.2429.2227.5326.7929.2227.63表7试样3断后尺寸记录表相关参数试验数123456平均值断后标距长度Lu/mm55.0055.2455.4055.2654.9055.3055.18颈缩处最小直径du/mm7.107.007.067.107.027.067.06断后最小横截面积Su/mm39.5938.4839.1539.5938.7039.1539.11试样相应的应力一应变曲线500. 00450. 00400. 00350. 00300. 00250. 00200. 00150. 00100. 00
8、50.00500.00450.00400.00350.00300.00250.00200.00150.00100.00%10.4013.0015. 6018.2020.8023.4026.0050. 000. 000. 002. 605. 207. 80图2试样2的应力-应变曲线图MPa800. 00720. 00640. 00560. 00480. 00400. 00320. 00240. 00160. 0080. 000. 000-001-202-40313 试样邀I的应力-应变曲线图8.409.60%10. 80 12. 00 数据处理与分析A、性能测定结果数值的修约试验测定的性能结果数
9、值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求, 应按照表8的要求进行修约。修约方法按照GB/T 8170。表8性能结果数值的修约间隔性能范围修约间隔ReH，ReL，Rp，Rt，Rr，RmW200N/mm2200N/mm2-1000N/mm21000N/mm21N/mm25N/mm210N/mm2Ae0.05%A,At,Agt,Ag0.5%Z0.5%B、屈服强度和抗拉强度(强度性能)屈服强度ReL和抗拉强度Rm可直接由计算机读出，其结果如下:表9 试样的强度性能试样编号屈服强度/MPa抗拉强度修约前修约后修约前修约后1290.14290445.074452295.02295448.264
10、503446.05445713.37715C、塑性性能(1) 精度检验do满足R4试样的形状公差试样的最大直径与最小直径之差不超过0,04mm,根据表4所得的数据，可知试样1、2、 3的dmax-dmin的值分别为0.04,0.04,0.04。故试样均满足精度要求。(2) 断后伸长率的计算A二(lu -lo)/lo。根据国际标准，修约间隔为0.5%。根据表5、表6、表7所得的数据可以分别求出试样的断后伸长率，其结果如下表所示：表10 试样的断后伸长率试样编号断后伸长率A (%)修约前修约后135.98%36.0%223.78%24.0%310.36%10.5%(3) 截面积计算兀初始截面积：S
11、o二do24兀断后截面积：Su = du 24依据表5、表6、表7中的数据可得:表11试样的初始截面积与断后截面积试样编号初始截面积/mm2断后截面积/mm2177.0327.71277.9627.62379.4339.15(4)断面收缩率计算Z=(So-Su)/So根据国标，Z的修约间隔为0.5%。根据表11所得的数据，可分别求出试样的断面收缩率。表12试样的断面收缩率试样编号断面收缩率Z(%)修约前修约后164.02%64.0%264.57%64.5%350.71%51.0%D、应变硬化系数K与应变硬化指数n其中计算公式为：工程应变：E工程应力： d真应变：2 =上门-L真应力：5 =对l
12、n(e)ln(S)图斜率则为应变硬化曲线指数n,应变硬化系数K=exp (截距)通过实验可知，各个试样的拉伸曲线为：试样1:MPa500. 00450. 00400. 00350. 00300-00 w250. 00200. 00150. 00100. 0050.000. 000. 00IT+ II!十丄！ IT丄I o丄48.rPI I J.LI IrLI7-4IIT+1 ! +丄！!十丄！!十丄！I-tJI!r丄！IT丄I2.6016.8021.0025.2029.4033. 6037. 80%42. 00E/%cr/MPaS/MPae/%lneLn5试样2：y=0.32x+6.92 R2=0.9983所以 n=0.32,K2=e6.92=1012.32/%a/MPaS/MPae/%
