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1、碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验一、实验目的1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限巴，强度极限%，延伸率b和断面收缩率，测定铸铁拉伸时的强度极限4 o2、观测碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进行比较，使用绘图 装置绘制拉伸图（P-AL曲线）。二、实验设备微机控制电子万能材料实验机、直尺、游标卡尺。三、实验试祥1.为使各种材料机械性质的数值能互相比较，避免试件的尺寸和形状对实验结 果的影响，对试件的尺寸形状GB6397-8 6作了统一规定，如图1所示：图1用于测量拉伸变形的试件中段长度（标距L。）与试件直径d。必零满足L/d0=10或5,其延伸率分别记做和口。和3 52、压缩试样:低碳钢和铸铁等
2、金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形,避免 压弯，一般规定试件高度h直径d的比值在下列范围之内：h_IWd W3图2为了保证试件承受轴向压力，加工时应使试件 两个端面尽也许平行，并与试件轴线垂直，为了减少两端面与实验机承垫之间的摩擦力,试件两端面应进行磨削加工，使其光滑。四、实验原理图2为实验机绘出的碳钢拉伸P-ZL曲线图，拉伸变形A L是整个试件 的伸长,并且涉及机器自身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲 线图最初一段是曲线，流动阶段上限B .受变形速度和试件形式影响，下屈服点B 则比较稳定,工程上均以B点相应的载荷作为材料屈服时的载荷Ps,以试样的初 始横截面积A0除PS,即
3、得屈服极限：Ps屈服阶段过后,进入强化阶段,试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值尸 时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象,这时示力盘的从动针停留 在Pt,不动，积极针则迅速倒退表白载荷迅速下降，试样即将被拉断。以试样的初 始横截面面积A。除R得强度极限为厂4延伸率6及断面收缩率4）的测定，试样的标距原长为L拉断后将两段试样紧 密地对接在一起,量出拉断后的标距长为L延伸率应为1试样拉断后，设颈缩处的最小横截面面积为A1，由于断口不是规则的圆形, 应在两个互相垂直的方向上量取最小截面的直径，以其平均值计算A”然后按下式计算断面收缩率：A _ A二Lx 100%A。铸铁试件在变形极小时，
4、就达成最大载荷R,而忽然发生断裂。没有屈服和 颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。图4为低碳钢试件的压缩图，在弹性阶段和屈服阶段,它与拉伸时的形状基本上是一致的，并且也基本相同,所以说，低碳钢材料在压缩时的E和巴都与拉 伸时大体相同，低碳钢的塑性好，由于泊松效应，试件越压越粗，不会破坏，横向 膨胀在试件两端受到试件与承垫之间巨大摩擦力的约束，试件被压成鼓形,进一图4图5步压缩，会压成圆饼状，低碳钢试件压不坏，所以没有强度极限。图5为铸铁试件压缩图,P- A L比同材料的拉伸图要高4-5倍，当达成最大载 荷P时铸铁试件会忽然破裂,断裂面法线与试件轴线大体成4555的倾角。这 表面,铸铁压
5、缩破坏重要是由剪应力引起的。五、实验环节低碳钢拉伸实验环节：1、测量试样尺寸 测定试样初始横截面面积A0时,在标距L.的两端及中部三 个位置上，沿两个互相垂直的方向，测量试样直径，以其平均值计算各横截面面 积,取三个横截面面积中的最小值为A。2、检查实验机的夹具是否安装好,各种限位是否在实验状态下就位；3、安装试件。安装时仅将试件上端夹紧，下端悬空，然后再试件上夹持引伸计;4、启动下降按钮将试件移下，停止安装好试件，进行调零，回到实验初始状态;5、根据实验设定，启动实验开关进行加载，注意观测实验中的试件及计算机上的 曲线变化；6、实验完毕，保存记录数据；7、试件破坏后（非破坏性实验应先卸载），
6、断开控制器并关闭，关闭动力系统及 计算机系统，清理还原。铸铁压缩实验环节：1、测量试样尺寸，测量试样两端及中间等三处截面的直径，取三处中最小 一处的平均直径作为计算原截面积人。之用。2、调整实验机,选择测力度盘，调整指针对准零点，并调整自动绘图器。电子 万能实验机按软件操作指南环节进行。3、安装试样,将试样两端面涂上润滑油，然后准确地放在实验机活动台支承 垫的中心上。4、检查及试车液压实验机试车时将实验机活动台上升，试件亦随之上升，当试件上端面 接近承垫时应减慢活动台上升速度，避免忽然接触引起剧烈加载，当试件与上 承垫刚接触时，将自动绘图笔调整好，使它处在工作状态，用慢速预加少量载 荷。然后卸
7、载近零点，以检查实验机工作是否正常。5、进行实验铸铁试件,缓慢而均匀地加载，同时使用自动绘图装置绘出P-AL曲线，直 到试件破裂为止，记下破坏载荷线。6、结束工作打开回油间,将载荷卸掉,取下试件，使实验机复原。六、数据解决低碳钢拉伸：试样直径d第一次值(mm)第二次值(mm)平均值(mm)A点7 . 847.8 07. 82B点7.8 07. 807. 80C点7.787. 7 87. 7 8原始标距(mm)断后长度(mm)原始试样截面积(nf)8 01050. 0 002强度极限屈服极限Ps G s =4延伸率应为: = Z-Zo X1OO%= (105-80) /80=31.25%/0断面收缩率：W = A&X 100%=(2* 10A-4)-(5.6* 10A-5)/(2* 10A-4)=72%A0灰铸铁 直径d ： 9. 92mm 9. 90inm,平均值9. 91mm铸铁的强度极限：P-(7 = b=54. 64 2 KN/(3, 1 大 10 人-4mm) =176. 3MPa