PDF《实验一 金属拉伸试验》

(五) 绘制真实应力应变曲线 S-ψe 和求形变强化模数 D,应变硬化指数 n 的方法 真实伸长率 e 和真实断面收缩率ψ e 通常称为真实变形. 真实伸长率 真实断面收缩率 ?5? 在均匀塑性变形阶段,可以每隔一定载荷,测量试样直径及伸长,从而可计算出 S、e、 ψ e,绘出 S-e 或S-ψ e 曲线.由于在均匀塑性变形阶段,e 和ψ e 绝对值相当,为简化操作, 我们只需测量试样瞬时直径 d, 从而计算出 S 和ψ e, 在达到最大值 Fm 之前, 测量不少于六点. 试样出现颈缩后,记录 Fm,放慢试验速度,使拉伸缓慢进行,每隔一定载荷,测量颈缩 处直径,测量也不少于六点,同样计算出 S 和ψ e,从而绘制出 S-|ψ e|曲线. 形变强化模数 D 的求法只是近似的,可将 S-ψ e 曲线的直线部分向两端延长,它的斜率 看作常数,计算出 tgα即为 D. 应变硬化指数 n 的求法也是近似的. 实验证明,均匀变形阶段,在双对数坐标下应力应变曲线是一条直线,可用 S=ken 表示 lgs=lgk+nlge,n 为直线的斜率. 因为在均匀塑性变形阶段, ,所以测出一定荷载下试样的直径,即可求出 S,并 可求出 e,从而可绘制出 lgS-lge 曲线,以此来求得 n.

五、实验报告要求

1、记录试验过程中的原始数据.

2、按原始数据绘制曲线并计算出各性能指标. ?6? 实验二 硬度试验

一、实验目的

1、掌握金属布氏、洛氏、维氏硬度的试验原理和测定方法.

2、了解各种硬度试验方法的特点、应用范围及选用原则.

3、学会正确使用各种硬度计.

二、实验内容

1、 测定黄铜、 工业铝、 低碳钢、 中碳钢、 高碳钢等材料的布氏硬度 (HB) 、 洛氏硬度 (HRB) 及维氏硬度(HV) ,绘制 HB-HRB 和HB-HV 曲线,比较它们之间的关系.

2、测定淬火回火钢的 HRC,锉刀的 HRA.

三、实验设备及材料

1、硬度计:布氏、洛氏、维氏硬度计各一台.

2、读数放大镜:最小分度值为 0.01mm 两只.

3、标准硬度块:不同硬度试验方法的二等标准硬度块各一块.

4、实验材料:黄铜、工业铝、低碳钢、中碳钢、高碳钢、锉刀、淬火回火钢等.

四、实验原理 金属硬度试验是一种较为迅速而经济的力学性能试验方法, 在生产及科研中应用非常广泛. 硬度试验方法的种类很多,最常用的为压入法,其中包括布氏法、洛氏法、维氏法等.

(一) 金属布氏硬度试验方法 图2-1 为布氏硬度原理图,用一定直径 D(单 位为 mm)的硬质合金球,施以相应的试验力 F(单 位为 kgf 或N) 压入试样表面, 经规定保持时间 t (单 位为 s)后卸除试验力,试样表面将残留压痕,测量 压痕平均直径 d(单位为 mm) ,求得压痕球形表面 积A(mm2 ) .布氏硬度值(HB)就是试验力 F 除 以压痕球形表面积 A 所得的商.其计算公式如下: 图2-1 布氏硬度的原理 a. 当试验力 F 的单位为 kgf 时b. 当试验力 F 的单位为 N 时 通常布氏硬度值不标出单位. 布氏硬度的符号用 HBW 表示. 符号 HBW 之前书写硬度值,符号后面按下列顺序用数值 表示试验条件:球体直径/试验力(以kgf)/试验力保持时间(10~15s 不标注) .例如, 500HBW5/750 即表示用直径为 5mm 的硬质合金球在 750kgf(7.355kN)试验力作用下,保持 10~15s 测得的布氏硬度值为 500. c. 对于材料相同而厚薄不同的工件,为了测得相同的布氏硬度值,在选配压头直径 D 及 试验力 F 时,应保证得到几何相似的压痕(即压痕的压入角 φ 保持不变) ,为此,应使: ?7? d.对于软硬不同的材料,为了测得统一的、可资比较的硬度值,应选用不同的 F/D2 的 比值, 以便将压入角 φ 限制在 28?~74?的范围内, 与此对应的压痕直径 d 在(0.24~0.6)D 之间. 为保证试验后压痕直径在(0.24~0.6)D 范围内,并要求压痕深度 h 小于试样厚度δ 的 八分之一,在试验时应根据试验材料的硬度与厚度选择试验条件,即压头直径 D、F/D2 的比 值与试验力 F 以及试验力保持时间 t.