PDF《实验一 金属拉伸试验》

?1? 实验一 金属拉伸试验

一、实验目的

1、掌握金属拉伸各性能指标的测定方法.

2、学会正确使用金属拉伸试验设备和仪器.

二、实验材料及设备

1、实验材料为

20 钢或

45 钢,正火处理.

2、实验设备为 CMT

5105、CMT5305 型电子万能试验机.

三、实验内容

1、测定单向拉伸时金属材料的强度及塑性指标. ReL,Rm,A,Z

2、绘制拉伸真实应力应变曲线 s-ψ e 及lgs―lge 曲线,并测定 Sb、SK、n、D.

四、实验原理 金属拉伸试验是金属材料力学性能测试中最重要的试验方法之一. 根据 GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定,对一定形状的试样施加轴 向试验力 F 拉至断裂,便可测出表征金属材料的物理屈服性能指标(上屈服强度 ReH、下屈 服强度 ReL) 、规定微量塑性伸长强度指标(规定非比例延伸强度 RP、规定总延伸强度 Rt、 规定残余延伸强度 Rr) 、强度性能指标(抗拉强度 Rm)及塑性性能指标(断后伸长率 A、屈 服点伸长率 Ae、最大力下的总伸长率 Agt、最大力下的非比例伸长率 Ag 和断面收缩率 Z) . 这些性能指标的工程定义及测试方法如下.

(一) 物理屈服性能指标 具有物理屈服现象的金属材料、其拉伸曲线的类型如图 1-1 所示.据此,可对各项物理 屈服性能指标作如下定义. (a) (b) (c) (d) 图1-1 具有物理屈服现象金属材料的拉伸曲线 (a)具有屈服平台的曲线 (b)、(c)、(d)具有上、下屈服点的曲线 屈服平台:试样在拉伸试验过程中试验力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力. 其拉伸曲线如图 1-1a 所示.若试样原始横截面积为 So,则 如果在屈服过程中试验力发生下降(图1-1b、c、d) ,则应区分上屈服强度(ReH)和下屈 服强度(ReL). 上屈服强度 ReH:试样发生屈服而试验力首次下降前的最高应力. ?2? 下屈服强度 ReL:当不计初始瞬时效应(指在屈服过程中试验力第一次发生下降)时屈 服阶段中的最低应力. 一般在无特殊要求的情况下,只测定下屈服强度 ReL. FeL、FeH 等试验力值可用两种方法来测定: (1) 图解法 试验时用自动记录装置绘制力―伸长曲线图(见图 1-1)或力―夹头位移 曲线图,然后从曲线上读取力首次下降前的最大力,代表 FeH;

不计初始瞬时效应 时屈服阶段中的最小力或屈服平台的恒定力,代表 FeL. (2) 指针法 试验时观察拉伸试验机测力度盘的指针,指针首次回转前的最大试验力, 代表 FeH,不计初始瞬时效应时屈服阶段中指示的最小试验力和指针停止转动时的 恒定力代表 FeL.

(二) 规定微量塑性伸长强度指标 (1) 规定非比例延伸强度(Rp)的测定 试样标距部分的非比例伸长达到规定的原始标距百分比时的应力. 所谓非比例是指超出 试验力与伸长成正比范围以外的伸长.在图 1-2 中,当试验力为 F 时 段为比例伸长, ( )段为非比列伸长.这种应力是在试样受力的条件下测定的,反映材料在试验力的作 用下抵抗微量塑性变形的抗力. 表示这种强度的符号应附以角注, 以表明规定非比例伸长率 ε p 之值.例如,Rp0.

1、Rp0.

2、Rp0.5 等分别表示规定非比例伸长率ε p 为0.1%、0.2%和0.5% 时的应力. 根据力一伸长曲线图测定规定非比例延伸强度. 在曲线图上, 划一条与曲线的弹性直线 段部分平行,且在伸长轴上与此直线段距离等效于规定非比例伸长率,例如 0.2%的直线. 此平行线与曲线的交截点便为所求的规定非比例延伸强度的力(Fp0.2) ,此力除以试样的原 始横截面积(So)便得到规定非比例延伸强度(Rp) . (2) 规定残余延伸强度(Rr)的测定 试样卸力后,其标距部分的残余伸长(如图 1-2 中段) 达到规定的原始标距百分比时的应力,与上述相同,Rr0.2 表示 规定残余伸长率ε r 为0.2%时的应力. (3) 规定总延伸强度(Rt) 试样标距部分的总伸长(包括比例伸长和非比例伸长,见图1-2 中或段)达到规定的原始标距百分比时的应力. 表示此应力的符号也应附以脚注, 以表明规定总伸长率ε t 之值. 例如 Rt0.5 表示规定总伸长率ε t 为0.5%时的应力. 图1-2 试样伸长的定义 ―比例伸长;