工程力学金属材料的拉伸与压缩实验

《工程力学II》拉伸与压缩实验指导书

§1 拉伸实验指导书

1、概述

常温、静载作用下的轴向拉伸实验是测量材料力学性能中最基本、应用最广泛的实验。通过拉伸实验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有极其重要的作用。

2、实验目的

2.1 测定低碳钢的下列性能指标：

两个强度指标：流动极限?s、强度极限?b；

两个塑性指标：断后伸长率?、断面收缩率?；测定铸铁的强度极限?b。

2.2观察上述两种材料在拉伸过程的各种实验现象，并绘制拉伸实验的F－?l曲线。

2.3分析比较低碳钢（典型塑性材料）和铸铁（典型脆性材料）的力学性能特点与试样破坏特征。 2.4了解实验设备的构造和工作原理，掌握其使用方法。

2.5了解名义应力应变曲线与真实应力应变曲线的区别，并估算试件断裂时的应力?k。

3、实验原理

对一确定形状试件两端施加轴向拉力，使有效部分为单轴拉伸状态，直至试件拉断，在实验过程中通过测量试件所受荷载及变形的关系曲线并观察试件的破坏特征，依据一定的计算及判定准则，可以得到反映材料拉伸试验的力学指标，并以此指标来判定材料的性质。为便于比较，选用直径为

金属材料的拉伸实验报告

实验日期2015年10月17 日 班级 9141010F03 学号91410100328 姓名 杨晓伟

1.使用设备及仪器型号

1电子万能试验机 2 游标卡尺

2.试件原始尺寸

材料 低碳钢 铸铁 标距 l0/mm 原始尺寸d0/mm 截面Ⅰ 1 2 平均 1 截面Ⅱ 2 平均 1 截面Ⅲ 2 平均 最小横 截面积 S0/mm2 78.66 79.29 88.74 10.06 87.78 10.04 10.06 10.06 10.02 10.06 10.04 10.02 10.00 10.01 10.06 10.05 10.08 10.08 10.08 10.06 10.04 10.05 3.试件断后数据

材料 屈服力 Fs/kN - 拉断力 Fm/kN 34.659 10.515 断后标距 l1/mm 118.16 - 颈缩处最小直径 1 6.00 - 2 6.00 - 平均 6.00 - 颈缩处最小截面面积S1/mm2 28.26 - 低碳钢 21.350 铸铁 4.实验结果

（1）低碳钢和铸铁拉伸F—ΔL曲线:

(2)低碳钢：

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次晶粒长大的作用，在800℃时部分MnSiN2分解并与基体中的Al作用生成AlN，加强了AlN的抑制作用。3）在高温二次再结晶退火阶段二次再结晶发生前，析出相质点的体积分数随温度升高而增大，之后体积分数迅速下降，二次再结晶开始。

4）抑制剂AlN作为低温板坯加热工艺生产普通取向硅钢的主抑制剂，在初次再结晶阶段，析出相质点

B钢中AlN析出相分布密度与AlN+MnS方案的Hi-所以，具备了很好的抑制能力，能质点分布密度相当，

够试制出相当于27Q120产品。

参考文献：

［1］朱业超，毛炯辉，王若平，等．析出相质点对取向硅钢二次再结晶的

J］．金属热处理，2009，34（6）：29-32．影响［［2］张

颖，傅耘力，汪汝武，等．高磁感取向硅钢中的抑制剂［J］．中

宇，何忠治，等．高磁感取向硅钢常化处理过程中氮化宇，何忠治，等．高磁感取向硅钢中抑制剂质点硫化物

2008，18（11）：4-18．国冶金，［3］蒙肇斌，赵［4］蒙肇斌，赵

1999，20（1）：24-26．物的沉淀［J］．特殊钢，

．钢铁研究学报，1997，9（5）：25-28．和AlN析出形态研究［J］

［5］马红旭，J］．李友国．硅钢中析出物的尺寸分布及体积分数的测定［

2002，20（3）：330-

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

金属材料的轴向拉伸和压缩实验材料力学Ⅲ 第一次实验

拉伸和压缩实验(验证性实验) 验证性实验)

重庆大学力学实验教学中心

拉伸和压缩实验

一、实验目的1、认识两种典型金属材料在拉伸、压缩时的力学性能。 认识两种典型金属材料在拉伸、压缩时的力学性能。 2、测定低碳钢拉伸屈服点σs、抗拉强度σb、断后伸 测定低碳钢拉伸屈服点 低碳钢 长率δ 断面收缩率ψ 长率δ、断面收缩率ψ;测定低碳钢压缩屈服点σsc 。 断后伸长率δ 3、测定铸铁抗拉强度σb,断后伸长率δ;测定铸铁 测定铸铁抗拉强度 铸铁 抗压强度σb 。

二、实验设备及仪器1、电子万能材料试验机。 电子万能材料试验机。 液压万能材料试验机 万能材料试验机。 2、液压万能材料试验机。 3、0.02mm游标卡尺。 0.02mm游标卡尺。 游标卡尺

拉伸和压缩实验

实验试样采用标准圆形试样 1.拉伸试样 — 采用标准圆形试样 拉伸试样 长试样 l0=10d0 短试样 l0= 5d0 d0

l0

2. 压缩试样 — 采用标准圆柱体试样 采用标准圆柱体试样d0

h0 =(1-3)d0 ( )

h0

拉伸和压缩实验

三、实验原理低碳钢和铸铁( 1、拉伸实验——低碳钢和铸铁(两种典型金属材料) 拉伸实验 低碳钢和铸铁 两种典型金

材料学力上一章

基础篇之二

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TISGHNUAU IVNESITYR第2 章轴向载作用下杆件的 荷料力学材题问下一

章

第2 轴章载荷向用作下 杆的件料材学力题问拉和伸缩是杆压件本受力基与变形形中 式简最的一种单，所及的一些涉基原本理与 法方比简较，但单材料力在学中有却定一 的遍普意。义本章主要 介绍杆件承拉伸受压和的基本缩 问题包括：内力、应，力、形；变材料拉在伸和 缩时的压学性力以及强度能设计。章本的 目是使的者读对性弹力学静一有个初步、的比 全较的面解了T。ISNHGA UNUIVRSIEY

T第章2 向轴载作用下荷件的杆材料力 学问题STNGIUAHU INVERITSY

际实程工中受承拉伸压缩或杆件的很多—

第章 2向载荷作用下杆轴件材的料 学问力题STNGHUAIUNIV ERISTY

第2章

轴向载作用荷杆下件的材 料力问学题SITGHNAU NIVERUSIYT拉斜桥受拉承的钢缆力

2章 第向载荷轴作下用件杆材的料力 学问题SITGHNUAUNI VERSTYI

第章 轴2向载作用下荷件杆材的 料学力题问TSINHGA UNUVERIISYT

第2章轴向 载作荷下杆件的材 料用力学题问一 些机器结构和所中的各用种紧螺栓固 ，在固紧，时对要

实验1 金属的拉伸实验

一、实验目的

测定低碳钢在拉伸过程中几个力学性能指标：屈服极限σs，强度极限σb，断后伸长率δ和断面收缩率Ψ；

观察低碳钢在拉伸过程中所出现的各种变形现象，分析力与变形之间的关系，即P-△L曲线的特征；

观察低碳钢拉伸试样断口特征；

掌握材料试验机等实验设备和工具的使用方法。 二、实验原理

材料的力学性能反映了材料受力后变形及破坏的特性，而力学性能只有通过试验才能得到。拉伸实验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本的实验。金属的力学性能如：强度极限、屈服极限、伸长率、断面收缩率等指标均是由拉伸破坏实验确定的。

低碳钢试件在静拉伸试验中，通常可直接得到拉伸曲线。用准确的拉伸曲线可直接换算出应力应变曲线。低碳钢的P-△L（σ-ε）曲线是一个典型的形式，整个拉伸变形试验依次经过弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段。

?sb?cdefa?bO到a为弹性阶段，b-c为屈服阶段，

f?hg?b点所对应的应力值称为屈服极限。确

o?d?定屈服载荷Ps时，必须缓慢而均匀地使

图1-1 低碳钢拉伸应力-应变曲线 试件产生变形，同时还需要注意观察。

测力显示系统第一次下降的最小载荷即

为屈服载荷，继续加载，测得最大载荷Pb（e点）。试件达到最大载荷

金属材料&多孔金属材料Metal Material & Porous Metal Material

报告人： 符彩涛

学

号：157692196

材料科学与工程 导 师：刘芳老师

目录研究进展 多孔金属结构特征与特性 多孔金属的制备方法 多孔金属的应用 多孔金属的展望

1.研究进展1密度小、孔隙率高、比表面 积大

优点3

2

强度及韧性高、导电导热性好、 抗冲击能力强

能量吸收性好及特殊的传热 和声学等特点

多孔金属材料 是20世纪40年代发 展起来的一种新型 材料，由金属基体 和大量孔隙组成， 孔隙将金属相分割 成许多小单元，又 称为多孔泡沫金属， 具有与传统材料不 同的新型结构。

多孔金属在近几十年得到了广泛的关注并实现了快速的发展，在能源环 保、石油化工等领域得到了应用，可解决生产过程中液体、气体原料和贵重 资源的回收，产品的提纯净化等问题，推动了现代工业技术的进步。

王静,杨军,张建. 多孔金属材料制备技术研究进展[A]. 兵器材料科学与工程,2013.

多孔金属材料的类型根据其孔洞的连通性可分为闭孔和开孔二大类，前者是含有大量独立 存在的孔洞，后者是连续畅通的三维多孔结构。

三维闭孔材料

三维开孔材料

闭孔材料具有比重小，刚性和比强度好，吸振及吸音性

金属材料系列冲击实验与低温脆性

陈国滔 材科095 40930366

一、 实验目的

1. 了解材料韧性的特点及冲击实验对材料韧性检测的效果；

2. 通过测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，观察比较

金属韧脆转变特性；

3. 学习低碳合金钢韧脆转化温度的测定方法,通过结合夏比冲击实验归纳找

出降低金属韧性的致脆因素。

二、 实验原理

1.金属夏比冲击实验原理

夏比冲击实验是将具有规定形状、尺寸和缺口类型的试样，放在冲击实验机的试样支座上，使之处于简支梁状态。然后用规定高度的摆锤对试样进行一次性打击，实质上就是通过能量转换过程，测量试样在这种冲击下折断时的冲击吸收功。试样的冲击吸收功在实验中用摆锤冲击前后的位能差测定如下所示：

A—摆锤起始位能; A1—摆锤打击试样后的位能。

如不考虑空气阻力及摩擦力等能量损失，则冲断试样的吸收功为：

F—摆锤的重力，N； L—摆长(摆轴至锤重心之间的距离)，mm；

α—冲击前摆锤扬起的最大角度，弧度； β—冲击后摆锤扬起的最大角度，弧度。

2.钢铁韧脆转变温度原理

脆性断裂是一种快速的断裂，断裂过程吸收能量很低，断裂前及伴随着断裂

过程都缺乏明显的塑性变形。而对于bcc结构的钢铁，在一个有限的温

金属材料领域专业文献,材料科学文档整理

无机非金属材料工程专业教学计划

一、培养目标

本专业培养德、智、体全面发展，掌握硅酸盐材料科学的基础理论，能从事硅酸盐材料的科学研究，工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。

二、培养要求

1、具有较扎实的自然科学基础和较好的人文社会科学基础；

2、具有从事无机非金属材料工程领域工作所需的技术基础知识，必要的专业知识和相关的工程技术知识；

3、获得较系统的综合性工程训练；

4、具有较高的外语水平和计算机应用能力。

三、学制：2.5年 四、办学类别：业余 五、学生类别：专科升本科 六、主干课程学位课程：

主干课程：邓小平理论、英语、工程数学、电工与电子技术基础、粉体工程、材料科学基础、热工基础与设备、矿物与岩石、特种水泥、无机非金属材料工厂设计概论、新型干法水泥生产技术

学位课程：英语、线性代数与概率统计、粉体工程、热工基础与设备

七、主要课程内容介绍：

1、粉体工程：本课程讲授有关粉体的粉碎、分级、输送、贮存、均化、过滤、干燥、成型、流态以及粉体表面的处理工艺与装配技术。

2、矿物与岩石：本课程讲授结晶学、矿物岩石学的基础内容。介绍了用偏光显微镜、反光显微镜分析研究矿物与岩石的基本原理方法及应用。

3、热工基础与