低碳钢拉伸实验报告

低碳钢拉伸试验报告

材科1002班 任惠 41030096

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、试验原理和要求

原理：低碳钢材料的机械性能指标是由拉伸破坏试验来确定的，拉伸过程有弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。通过拉伸试验，可以确定材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等性能指标。而且可以通过Hollomon公式计算出材料的应变硬化系数与应变硬化指数。

要求：按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。

三、试验材料与试样

试验材料：退火低碳钢、正火低碳钢、淬火低碳钢的R4标准试样各一个。试样规格尺寸及公差要求如表1、表2所示；试样示意图如图1所示：

图 1 低碳钢拉伸试样示意图 表 1 R4试样的规格尺寸

原始标距Lo 50 mm 平行长度Lc 60 mm 截面原始直径d 10 mm 表 2 R4试样的横向尺寸公差

尺寸公差 ±0.07 mm 形状公差 0.04 mm 过渡弧半径r 8 mm 头部直径d’ 20 mm 四、试验测试内容与相关的测量

实验一：低碳钢、铸铁拉伸试验

一、实验目的

本试验以低碳钢和铸铁为代表，了解塑性材料在简单拉伸时的机械性质。它是力学性能试验中最基本最常用的一个。一般工厂及工程建设单位都广泛利用该实验结果来检验材料的机械性能。试验提供的 E，ReL，Rm，A和Z等指标，是评定材质和进行强度、刚度计算的重要依据。本试验具体要求为：

1.了解材料拉伸时力与变形的关系，观察试件破坏现象。 2．测定强度数据，如屈服点ReL，抗拉强度Rm。

3．测定塑性材料的塑性指标：拉伸时的伸长率A，截面收缩率Z。 4．比较塑性材料与脆性材料在拉伸时的机械性质。 二、实验仪器与设备:

① 微机控制电液伺服万能试验机 型号SHT5305 最大负荷300kN 1台 ②全数字闭环测控系统 型号DCS-300 1台 ③电子引伸计 1个 ④游标卡尺 0-150mm 最小刻度0.02mm ⑤刻度尺

低碳钢、铸铁的扭转破坏实验

一：实验目的和要求 1、掌握扭转试验机操作。 2、低碳钢的剪切屈服极限τs。 3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限τb。

4、观察比较两种材料的扭转变形过程中的变形及其破坏形式，并对试件断口形貌进行分析。 二：实验设备和仪器 1、材料扭转试验机 2、游标卡尺 三、实验原理 1、低碳钢扭转实验

低碳钢材料扭转时载荷-变形曲线如图（a）所示。

T Tb Ts 0 φ

图1. 低碳钢材料的扭转图

1. 低碳钢材料的扭转图

(a) (b) (c) 图2. 低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图

ρ dA τ τs

τs 低碳钢试件在受扭的最初阶段，扭矩T与扭转角φ成正比关系(见图1)，横截面上剪应

低碳钢的拉伸实验

一、实验名称

低碳钢的拉伸实验。 二、实验目的

1．测定低碳钢的屈服极限σs、强度极限σb、伸长率δ和断面收缩率Ψ； 2．观察低碳钢拉伸过程中的弹性变形、屈服、强化和缩颈等物理现象； 3. 熟悉材料试验机和游标卡尺的使用。 三、实验设备

1．手动数显材料试验机 2．MaxTC220试验机测试仪 3．游标卡尺 四、试样制备

低碳钢试样如图所示，直径d=10mm，测量并记录试样的原始标距L0。

五、实验原理

1. 材料达到屈服时，应力基本不变而应变增加，材料暂时失去了抵抗变形的能力，此时的应力即为屈服极限σs。

2. 材料在拉断前所能承受的最大应力，即为强度极限σb。

3. 试样的原始标距为L0，拉断后将两段试样紧密对接在一起。量出拉断后的长度L1，伸长率为拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，即

??L1?L0?100% L04. 拉断后，断面处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比为断面收缩率，即

A0?A1???100%

A0式中A0—试样原始横截面积；A1—试样拉断后断口处最小横截面积。

六、实验步骤

1．调零。打开力仪开关，待示力仪自检停后，按清零按钮，使显示屏上的按钮显示为零

实验编号3 低碳钢和铸铁扭转实验

低碳钢和铸铁扭转破坏试验

一、 概述

工程中有许多承受扭转变形的构件，了解材料在扭转变形时的力学性能，对于构件的合理设计和选材是十分重要的。材料在扭转变形下的力学性能只能通过试验来测定；扭转变形是构件的基本变形之一。因此扭转试验也是材料力学基本实验之一。

二、 实验目的

1、测定低碳钢的剪切屈服极限τs，及低碳钢铸铁的剪切强度极限τb 2、铸铁的抗扭强度极限τb

3、观察、比较分析两种材料在扭转过程中变形和破坏形式。

4、学习自动绘制T－υ曲线及微机控制电子扭转实验机、扭角仪的操作

三、 实验设备和仪器

1、 2、 3、

微机控制电子扭转实验机 游标卡尺

低碳钢和铸铁圆形扭转试件

四、试 件

扭转试验所用试件与拉伸试件的标准相同，一般使用圆形试件，d0=10mm，标距l0=50mm或100mm,平行长度l为70mm或120mm。其它直径的试样，其平行长度为标距长度加上两倍直径。为防止打滑，扭转试样的夹持段宜为类矩形，如图3-1所示。

图3-1

五、 实验原理

扭转试验是材料力学试验最基本、最典型的试验之一。进行扭

金属材料的拉伸试验

实验日期 实验地点 报告成绩 实验者 班组编号 环境条件 ℃、 %RH 一、实验目的：

二、使用仪器设备：

三、实验原理：

四、实验数据记录：

表一、试样原始尺寸测量

标 距Lo /mm 1 低碳钢 铸 铁

直 径 do /mm 截 面I 2 平均 1 截 面II 2 平均 1 截 面III 2 平均 材 料 原始横截面面积 So/mm2 50.00 50.00 表二、试验数据记录 单位：kN

上屈服载荷FeH ╱ 下屈服载荷FeL ╱ 表三、试样断后尺寸测量

屈服载荷Fe ╱ 最大载荷Fm 材 料 低碳钢 铸 铁 材 料 低碳钢 铸 铁 标 距Lu/mm 断后伸长 Lu－Lo/mm 颈部最小直径du/mm 1 ╱ 2 ╱ 平均 ╱ 颈部最小横截面面积Su/mm2

低碳钢的焊接工艺

1、材料的认识

钣金车间所焊的工件主要有冷轧板、热轧板、槽钢、镀锌板、不锈钢等。其中所用的冷轧板、热轧板、镀锌板的材质为Q195，槽钢的材质为Q235.这两种材质都属于碳素钢。下面介绍各种材料的定义。

1.1冷轧板、热轧板

热轧，是以板坯（主要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。

冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。 冷轧板跟热轧板的区别：

1）热轧板硬度低，加工容易，有较好的韧性和延展性，但机械性能远不及冷加工，也次于锻造加工。

2）冷轧板采用冷扎加工表面无氧化皮，表面光洁度高，质量好。热板采用热扎加工表面有氧化皮，质量差点(有氧化\\光洁度低)，但塑性好。

3）冷轧轧板硬度高，加工相对困难些，但是不易变形，强度较高。

4）冷轧钢板由于有一程度的加工硬化，韧性低，但能达到较好的屈强比，用来冷弯弹簧片等零件，同时由于屈服点较

材料力学第一次电测实验

金属材料的拉伸实验（电子）

一．实验目的

1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σs，强度极限σb，延伸率δ和断面收缩率ψ。

2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σb。

3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的特征。

4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。

5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。

二．仪器设备

1．微机控制电子万能材料试验机

2．游标卡尺

三．试件

在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。国家标准规定比例试件应符合以下关系：L0=K 。对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。即直径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。本试验采用L0=10d0的比例试件。

图3-4-1

四．测试原理

实验时，实验软件能够实时的绘出实验时力与变形的关系曲线，如图3-4-2所示。

图3-4-2

1．低碳钢拉伸

⑴．弹性阶段

材料力学第一次电测实验

弹性阶段为拉伸曲线中的OB段。在此阶段，试件上的变形为弹性变形。OA段直线为线弹性阶段，表明载荷与变形之间满足正比例关

金属材料的拉伸实验（电子）

一．实验目的

1．测定低碳钢材料在常温、静载条件下的屈服极限σs，强度极限σb，延伸率δ和断面收缩率ψ。

2．测定铸铁材料在常温静载下的强度极限σb。

3．观察低碳钢﹑铸铁在拉伸过程中出现的各种现象，分析P-△L图的特征。

4．比较低碳钢与铸铁力学性能的特点和试件断口情况分析其破坏原因。

5．了解微机控制电子万能材料试验机的构造原理，学习其使用方法。

二．仪器设备

1．微机控制电子万能材料试验机

2．游标卡尺

三．试件

在测试某一力学性能参数时，为了避免试件的尺寸和形状对实验结果的影响，便于各种材料力学性能的测试结果的互相比较，采用国家标准规定的比例试件。国家标准规定比例试件应符合以下关系：L0=K 。对于圆形截面试件，K值通常取5.65或11.3。即直径为d0的圆形截面试件标距长度分别为5d0和10d0。本试验采用L0=10d0的比例试件。

图3-4-1

四．测试原理

实验时，实验软件能够实时的绘出实验时力与变形的关系曲线，如图3-4-2所示。

图3-4-2

1．低碳钢拉伸

⑴．弹性阶段

弹性阶段为拉伸曲线中的OB段。在此阶段，试件上的变形为弹性变形。OA段直线为线弹性阶段，表明载荷与变形之间满足正比例关系。接下来的AB段是一非线弹性阶段，但仍满足

试验目的：

1. 测定低碳钢（塑性材料）的弹性摸量E；屈服极限σs 等机械性能。 2．测定灰铸铁（脆性材料）的强度极限σb 3．了解塑性材料和脆性材料压缩时的力学性能。 材料拉伸与压缩实验指导书

低碳钢拉伸试验

拉伸试验的意义: 单向拉伸试验是在常温下以缓慢均匀的速度对专门制备的试件施加轴向载荷，在试件加载过程中观测载荷与变形的关系，从而决定材料有关力学性能。通过拉伸试验可以测定材料在单向拉应力作用下的弹性模量及屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等指标。其试验方法简单且易于得到较可靠的试验数据，所以是研究材料力学性能最基本、应用最广泛的试验。 操作步骤：

1．试验设备：WDW－3050电子万能试验机

2．试件准备：用游标卡尺测量试件试验段长度l0和截面直径d0，并作记录。 3．打开试验机主机及计算机等相关设备。

4．试件安装（详见WDW3050电子万能试验机使用与操作 三．拉伸试件的安装）。

5． 引伸计安装（用于测量E, 详见WDW3050电子万能试验机使用与操作 四．引伸计安装）。 6．测量参数的设定:

7．再认真检查一遍试件安装等试验准备工作。 8．负荷清零，轴向变形清零，位移清零。 9．开始进行试验，点击试验开始。 10．根据提