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5分鐘教會你,金屬材料的拉伸試驗怎么做?

科準測控 ? 來源:科準測控 ? 作者:科準測控 ? 2022-12-30 11:42 ? 次閱讀

材料的力學性能實驗是工程中廣泛應用的一種實驗,它為機械制造、土木工程、冶金工程及其他各工業(yè)部門等提供材料的力學性能參數(shù),方便工程技術人員合理地選用各種材料,同時也保證了機器(結構)及其零件(構件)的安全工作。下面__【科準測控】__小編就給大家分享一下金屬材料的拉伸試驗怎么做?本文將從試驗目的、測試設備、試樣制備、試驗原理以及試驗步驟這幾點來給大家介紹!

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一、實驗目的

(1)測定低碳鋼拉伸時的強度及塑性性能指標:下屈服強度、抗拉強度m斷后伸長率A斷面收縮率 Z。

(2) 測定灰鑄鐵拉伸時的強度性能指標:抗拉強度 m。

(3)比較低碳鋼與灰鑄鐵在拉伸時的力學性能和破壞形式。

二、實驗設備和儀器

(1)電子萬能試驗機。

DSC03720 - 副本

科準測控5噸電子萬能試驗機

(2) 游標卡尺。

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三、實驗試樣

根據(jù)國家標準 GB/T 228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗 第 1部分:溫試驗方法》,金屬拉伸試樣隨著產品的品種、規(guī)格及試驗目的的不同,其橫截面形狀可分為圓形、矩形、多邊形、環(huán)形等,特殊情況下也可以為某些其他形狀,其中最常用的是圓形截面試樣和矩形截面試樣。

如圖 1-1 所示,圓形截面試樣和矩形截面試樣均由平行、過渡和夾持三部分組成。試樣平行部分的長度記為Lc,對于未經加工的試樣,平行長度即為兩夾頭之間的距離。試樣的原始標距Lo與橫截面面積So之間滿足1672278460674關系的試樣稱為比例試樣,不滿足的則為非比例試樣。k值一般取5.65,且原始標距應不小于15mm。當試樣橫截面面積過小時,眾值可取11.3,或者采用非比例試樣。試樣過渡部分以圓弧與平行部分光滑地連接,以保證試樣斷裂時的斷口在平行部分。夾持部分稍大,其形狀和尺寸根據(jù)試樣大小、材料特性、試驗目的及萬能試驗機的夾具結構進行設計。試樣的形狀、尺寸和加工的技術要求參見國家標準GB/T228.1—2010。

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  1. 實驗原理
  2. 低碳鋼拉伸

低碳鋼是典型的塑性材料,其拉伸過程大致分為四個階段,即彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段。根據(jù)圖1-2可以測定低碳鋼拉伸彈性模量E、下屈服載荷Fel,以及最大載荷Fn。

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圖1-2中,Lo為試樣的原始標距,Lu為試樣的斷后標距,So為試樣的原始橫截面面積,Su為試樣斷裂后的最小橫截面面積。試樣的塑性變形集中產生在頸縮處,并向兩邊逐漸減小。因此,斷口的位置不同,標距Lo部分的塑性伸長量也不同。若斷口在試樣的中部,則發(fā)生嚴重塑性變形的頸縮段全部在標距長度內,標距長度就有較大的塑性伸長量;若斷口離標距端很近,則發(fā)生嚴重塑性變形的頸縮段只有一部分在標距長度內,另一部分在標距長度外,在這種情況下,標距長度的塑性伸長量就較小。因此,斷口的位置對所測得的斷后伸長率有影響。為了避免這種影響,國家標準對斷后標距Lu的測定做了如下規(guī)定:測量時,兩段在斷口處應緊密對接,盡量使兩段的軸線在一條直線上。若斷口處有縫隙,則此縫隙應計入Lu內;如果斷口在標距長度以外,或者雖在標距長度之內,但離標距端的距離小于2d,則實驗無效。

彈性模量E的測定:材料在線彈性范圍內,其應力σ、應變ε成正比關系,即

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2.灰鑄鐵拉伸

灰鑄鐵拉伸過程比較簡單,可近似認為經彈性階段直接過渡到斷裂階段,沒有屈服現(xiàn)象和頸縮現(xiàn)象,具體如圖1-3所示。斷后伸長率和斷面收縮率極小,灰鑄鐵的抗拉強度遠低于它的抗壓強度,是典型的脆性材料。

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五、實驗步驟

(1)測量試樣的尺寸。選取試樣,每組一根低碳鋼、一根灰鑄鐵,可聽音判別材質,并擦拭干凈;用游標卡尺測量試樣的直徑和標距,并記錄數(shù)據(jù)。

(2)拉伸試樣。按操作規(guī)程使用電子萬能試驗機拉伸試樣,觀察材料在拉伸時的現(xiàn)象,直至試樣被拉斷,記錄載荷數(shù)據(jù)。

(3)測量試樣斷后尺寸。取下試樣,將斷口吻合壓緊,用游標卡尺量取斷后直徑和標距。(4)利用電子萬能試驗機開展實驗。具體操作規(guī)程如下:①開機,打開試驗機主開關,然后打開計算機,進入操作界面。

②根據(jù)試樣的形狀、尺寸更換合適的夾具。

③通過門柱上的控制盒,移動上橫梁到合適位置。先裝好上夾頭,然后移動橫梁,裝下夾頭。

④在計算機軟件中新建試樣,輸入試樣信息。試樣編號:低碳鋼XY1,灰鑄鐵XY2(X為批次,Y為組次)。

⑤選擇合適的速度。將位移和時間清零,點擊界面上的“力清零”,然后開始拉伸。對于低碳鋼,材料屈服前可采用2~5mm/min的速度;材料進入強化階段后,用速度滑塊均勻加速到10~20mm/min。對于其他材料,按照相應標準所規(guī)定的速度進行實驗。

⑥試樣斷裂后,保存實驗數(shù)據(jù)和結果,生成報告;然后在計算機軟件中進行實驗分析→實驗報告→獲取拉伸圖形和載荷數(shù)據(jù)。

⑦取下試樣,進行下一個試樣的實驗。

以上就是__【科準測控】__小編分享的金屬材料的拉伸試驗了,本文包含了金屬材料的拉伸試驗目的、試驗設備、試樣制作、測試原理及試驗方法,十分詳細,希望能給大家提供幫助。如果您對金屬材料拉伸試驗、電子萬能試驗機或者本文內容等有什么不明白的問題,歡迎給我們私信,科準的技術團隊也會為您免費解答疑惑!

審核編輯 黃昊宇

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