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文本内容:
实验一金属材料的拉伸及弹性模量测定试验实验时间设备编号温度湿度
一、实验目的、观察低碳钢和铸铁在拉伸过程中的力与变形的关系
1、测定低碳钢的弹性模量2E、测定低碳钢拉伸时的屈服极限;强度极限,伸长率和截面收缩率
3、测定铸铁的强度极限
4、比较低碳钢(塑性材料)与铸铁(脆性材料)拉伸时的力学性质
5、了解微机控制电子万能实验机的构造原理和使用方法6CMT
二、实验设备和仪器微机控制电子万能实验机
1.CMT电子式引伸计仪
2.游标卡尺
3.钢尺
4.三.实验原理试件夹持在夹具上,点击试件保护键,消除夹持力,调节拉力作用线,使之能通过试件轴线,实现试件两端的轴向拉伸试件在开始拉伸之前,设置好保护限位圈,微机控制系统首先进入界面POWERTEST
3.0试件在拉伸过程中,软件自动描绘出一条力与变形的关系曲线如图POWERTEST
3.01—2,低碳钢在拉伸到屈服强度时,取下引伸计,试件继续拉伸,直至试件被拉断其平均值作为试件原始直径的值;d°测量试件原始高度的值一次;b.h、试验准备3依次打开试验机主机,计算机,打印机;a.设置限位保护将限位杆上的挡圈调整到合适位置b.打开计算机内试验软件,进入试验软件主窗口界面;c.安装试件将试件尽量准确地放在下压板的中心处,调整上压板至接d.近试件上截面位置,但不要与试件接触点击试验软件主窗口界面上方工具栏内的“实验方案”按扭,设置好实e.验方案和实验参数、进行实验4点击试验软件主界面上方工具栏内的“试验”按钮,在下拉菜单中选择a.对应的试验方案点击“运行”键,开始实验b.试件破坏后,关闭试验窗口,进行数据处理,编写打印实验报告c.结束实验,退出试验软件,依次关闭打印机、计算机、试验机清理d.实验现场六.数据处理
三、实验数据及处理直径d0mm高度截面积Ao屈服载荷最大载荷1材料12平均IQnm4mm2尤kN F kNb低碳钢铸铁载荷一变形曲线(方一//曲线)及结果材料低碳钢铸铁/一//曲线断口形状实验结果屈服极限5=强度极限5=
七、问题讨论观察铸铁试样的破坏断口,分析破坏原因;1分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同2低碳钢试件的拉伸曲线图分为四个阶段一弹性、屈服、强化、颈缩四个1—2a阶段铸铁试件的拉伸曲线图比较简单,既没有明显的直线段,也没有屈服阶1—2b段,变形很小时试件就突然断裂,断口与横截面重合,断口形貌粗糙抗拉强度较低,无明显塑性变形与电子万能实验机联机的微型电子计算机自动给出低b碳钢试件的屈服载荷、最大载荷和铸铁试件的最大载荷Fs FbFbo取下试件测量试件断后最小直径和断后标距由下述公式dl11,a=—y=—^Az£xlOO%AzAxlOO%=hA4i A可计算低碳钢的拉伸屈服点、抗拉强度、伸长率和断面收缩率铸铁的s b6,抗拉强度b低碳钢的弹性模量由以下公式计算E式中为相等的加载等级,八为与相对应的变形增量AF1AF
四、实验步骤低碳钢拉伸试验步骤1按照式样、设备的准备及测试工作,大致可以将低碳钢拉伸试验步骤归纳如下首先,将式样标记标距点,测量式样直径及标距/在式样标距段的两端和中间处测量式样直径,每处直径取两个相互垂直方向的平均值,3做好记录处直径的最小值取作试验的初始直径用扎规和钢板尺测量低碳3钢式样的初始标距长度o接着,安装试件按照微机控制电子万能试验机的操作方法,运行电子万能试验机程序,并开启控制器电源先将有力传感器的夹具夹住式样的一端,在微型电子计算机电子万能试验机应用软件界面中执行力清零;在移动横梁,使式样的另一端缓慢插入另一夹具的型卡板中,锁紧夹头,进行保护从而消除加持力在式样试验段上安V装引申计,将引伸计的标距杆垫片垫好,或插好定位销钉;并清零位移选择低碳钢拉伸试验方案,在控制软件界面中开始运行试验在弹性阶段,读取每增加了时的引伸计的读数,并记录下来进入屈服阶段后,变形增大,当界面提示引伸计已到量程范围时,拆卸引伸计;手动切换引伸计后,设定的切换点不再作用,继续试验,注意观察式样的变形情况和“颈缩”现象最后,取下式样,翁合断口对准拼装,测量式样的最小直径和标距长度dl H.⑵铸铁拉伸实验步骤铸铁拉伸实验步骤与低碳钢拉伸实验步骤相同,只因铸铁是脆性材料,无需再式样上刻画及标记标距点,无需安装引伸计,无需记录标距变形
五、实验数据及处理引伸仪标距I=5mm实验前直径domm平均横截最小横截标距截面I截面n截面ni面积4面积Ao材料/o/wn平mm2mm2212平均12平均1均低碳钢铸铁低碳钢弹性模量测定载荷FkN变形加加/I变形增量加加△/Fo=F\=F2=F3=F4=F5=kF=bA/=厂NF・lH,一_—实验后断裂处横截面断裂处直径d\mm材料标距11mm积A1Cmm212平均低碳钢铸铁屈服载荷和强度极限载荷下屈服载荷最大载荷断口形状材料FsikN A/mm凡kN低碳钢铸铁载荷一变形曲线(/一//曲线)及结果材料低碳钢铸铁方一//曲线断口形状上屈服极限5〃二下屈服极限<7立=强度极限g=实验结果强度极限与=延伸率3=延伸率5=断面收缩率〃=
六、问题讨论比较低碳钢与铸铁在拉伸时的力学性能;1试从不同的断口特征说明金属的两种基本破坏形式2实验二金属材料的压缩试验实验时间设备编号温度湿度
一、实验目的、测定低碳钢的压缩屈服点铸铁材料压缩时的强度极限1S C;、观察铸铁材料在压缩时的变形和试件断口情况,并分析其破坏因;2分析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同
3.
二、实验设备和仪器、微机控制电子万能材料试验机;
1、游标卡尺
2.钢尺4三.实验原理金属材料的压缩试件一般制成如图所示的圆柱形且试件不宜过长3-5-1过长容易被压弯,也不宜过于粗短过于粗短则试件两端面受摩擦力影响的范围过大所以,国家标准一般规定h=1-2do10式中压缩试件的高度ho——压缩试件的原始横截面直径do——图3-5-1
四、实验原理铸铁在压缩过程中,试验机的自动绘图器将描绘出一条与其拉伸时相似的压缩曲线(如图)所不同的是铸铁压缩到强度极限载荷之前要P-4L3-5-2,Pb产生较大的变形试件由圆柱形被压缩成微鼓形直至破裂此时试验机力值显示窗口显示力值迅速下降,而而峰值力窗口记录了试件最大载荷铸铁Pb破坏时,由于剪应力的作用,破坏面出现在与试件轴线约成的斜面上45°-50°五.实验步骤、试件准备准备工作由实验室老师事先完成;
1、尺寸测量2用数显游标卡尺测量试件中截面两个互相垂直方向的直径各一次取a.。