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1、一、低碳钢塑性(ductile)材料的拉伸和压缩 二、铸铁脆性(brittle)材料的拉伸和压缩,金属材料的力学性能实验,一、实验目的,1测定低碳钢拉伸时的下列性能指标： 强度指标（屈服极限 、强度极限 ） 塑性指标（断后伸长率 、断面收缩率 ）,3测定铸铁拉伸时的抗拉强度极限 。,5观察两种材料在拉伸和压缩实验过程中的各种现象，绘制负荷变形曲线（ ）。,4测定铸铁压缩时的抗压强度极限 。,2测定低碳钢压缩时的屈服极限 。,【演示】,【演示】,【自做】,【自做】,4加载方式：渐加静载荷由零开始，缓慢增加负荷，且在常温标准大气压下。,1万能材料试验机。 2游标卡尺。 3试样（按国标制备）Q235
2、,二、实验器材,标距：,三、实验原理 (负荷变形曲线图),低碳钢拉伸,O,Ps,Pb,O,P ( kN ),D l ( mm ),弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,颈缩阶段,O,Pb,O,Psc,拉伸实验,O,拉伸实验,低碳钢压缩,铸铁拉伸,铸铁压缩,P ( kN ),P ( kN ),P ( kN ),D l ( mm ),D l ( mm ),D l ( mm ),Pbc,说明：进行坐标变换 可转换为应力 应变曲线,压缩屈服极限：,抗拉强度极限：,抗压强度极限：,屈服极限：,强度极限：,断后伸长率：,断面收缩率：,四、试样破坏图,1低碳钢拉伸破坏,2低碳钢压缩破坏,3铸铁拉伸破坏,4铸铁压缩破
3、坏,鼓形,450,劈裂,五、实验结果比较,(1)在弹性阶段，材料变形是完全弹性的， 应力应变呈现性关系，材料服从胡克 定律，材料具有抵抗弹性变形的能力。 (2)在屈服阶段，载荷变化很小，应力几乎 不变，伸长量却急剧增加，材料失去了 抵抗变形的能力，这种现象称为屈服， 由于最大切应力，450方向出现滑移线。 (3)在强化阶段，经历了屈服之后，材料又 增强了抵抗变形的能力，此时，要使试 件继续变形，需要增大应力，这种现象 称为强化。强化阶段材料产生弹性和塑 性变形，强化阶段的最高点，所对应的 应力称为强度极限。 (4)在颈缩阶段，试件出现颈缩之后，横截 面积急剧缩小，出现颈缩，材料变形增 大应力反
4、而下降，最后材料被拉断。,1低碳钢的拉伸,2铸铁的拉伸,(1)平断口，无屈服，无颈缩,(2)非线性变形，弹性模量 E 近似用割线斜率代替,(3)拉伸强度极限很低，只有 = 110160Mpa,(4)延伸率很小 。,(2)试件最后压缩变扁，不会断裂，由于两端 摩擦力影响，形成“腰鼓状”。,(1)弹性模量、比例极限、弹性极限、 屈服极限 ， 与拉伸时几乎相同。,(3)测不出抗压强度极限,(1)近450斜断口,(4)抗压强度极限远高于抗拉强度（接近4倍）。,(2)延伸率远大于拉伸（接近5%）,(3)弹性模量E 与拉伸时不同,3低碳钢的压缩,4铸铁的压缩,本次实验（拉压）报告的上交： 时间：第十七周（ 6.20 6.22 6.24 ） 地点：西区A馆力学实验中心101实验室 说明：（1）上述三天的上午（9：00 11：30），我会在101拉压实验室等候 大家，统一收取实验报告。交送时，在实验报告封面的“学院栏” 横线后写清楚你的理论课任课老师姓名。 （2）仅适用本实验（拉压实验），其它项目（比如扭转、弯曲）实验 报告的交送批改时间，听从所负责的任课老师要求。 （3）这样做的目的是为了防止由于实验报告的杂乱交送和取回，导致 无谓丢失，给同学们造成不必要的损失。我要统一收取，然后进 行批改，登记各人成绩，上报给你的理论课老师。,可以拷取本讲义 （桌面）,