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低碳钢、铸铁拉伸虚拟试验







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实验目的:
1.比较低碳钢和铸铁在受拉情况下的变形规律和破坏现象的不同。
2.测定低碳钢的屈服强度σs,强度极限σb,断后伸长率δ和断面收缩率φ,铸铁强度极限σb及断后但长率δ
3.观察低碳钢在拉伸过程中所出现的屈服、强化和缩颈现象,分析力与变形之间的关系,并绘制拉伸图。
4.学习、掌握万能试验机的使用方法及其工作原理。

实验仪器和设备:
           微机控制电子万能材料试验机
           游标卡尺




实验原理介绍:
1.低碳钢拉伸试验
           (1)屈服极限σs及抗拉强度σb的测定

测定E后重新加载,当到达屈服阶段时,低碳钢的曲线P-ΔL呈锯齿形与最高荷载对应的应力Psu称为上屈服点,它受变形速度和试样形状的影响,一般不作为强度指标。一般将初始瞬间时效效应以后的最低荷载PsL,除以试样的初始横截面面积A0,作为屈服极限σs即
σs=
从锯齿状曲线2-7上可以查找到最低荷载PsL。

屈服阶段过后,进入强化阶段,试样又恢复了抵抗继续变形的能力。荷载到达最大值Pb时,试样某一局部的介面明显缩小,出现“缩颈”现象。这时图线迅速下降,试样即将被拉断。试样的初始横截面面积A0Pb得抗拉强度σb,即图2-7 低碳钢拉伸试验力和变形曲线             σb=

(2)断后伸长率δ及截面收缩率φ的测定
   试样的标距原长为l0,拉断后将身份段试样紧密地对接一起,量出断后的标距长为l1,断后伸长率为  δ= ×100%            
   试样的塑性变形集中产生在颈缩处,并向两边逐渐减小。因此,断口的位置不同,标距部分的塑性伸长也不同。若断口在试样的中部,发生严重塑性变形的颈缩段全部在标距长度内,标距长度就有较大的塑性伸长量;若断口距标距端很近,则发生严重塑性变形的颈缩段只有一部分在标距长度内,另一部分在标距长度外,在这种情况下,标距长度的塑性伸长量就小,因此,断口的位置对所测得的伸长率有影响。为了避免这种影响,国家标准GB228-87对l1的测定作了如下规定。
   试验前,将试样的标距分成十等分。若断口到邻近标距端的距离大于l/3,则可直接测量标距两端点之间的距离作为l1。若断口到邻近标距端的距离小于或等于l/3,则应采用移位法测定:在长段上从断口O点起,取长度基本上等于短段格数的一段,得到B点,再由B点起,取等于长段剩余格数的一半得到C点;  或取剩余格数减1加1的一半分别得到C点与C1点。                  测量时,两段在断口处紧密对接,尽量使两段的轴线在一条直线上。若在断口处形成缝隙,则此缝隙应计入l1内。
   如果断口在标距以外,或者虽在标距之内,但距标距端点的距离小于2d,则试验无效。





试样拉断后,设缩颈处的最小横截面面积为A1,由于断口不是规则的圆形,应在两个相互垂直的方向上最小截面的直径,以取平均值计算A1,然后按下式计算截面收缩率:

φ= ×100%

2.铸铁拉伸试验
                    试验前,用游标卡尺测定试件的直径d,标距L 。由于铸铁是脆性材料,一拉就断, 试验过程中不存在屈服,颈缩现象,而且铸铁抗压不抗拉,其最大荷载很小。
           记录下铸铁断裂时荷载Pb计算其拉伸强度极限:             σb=        



延伸率:δ= ×100%

       

图2-9 铸铁拉伸试验力和变形曲线


【责任编辑:何朝阳】【关闭