低碳鋼的拉伸實驗
1、實驗名稱
低碳鋼的拉伸實驗。
2、實驗目的
1．測定低碳鋼的屈服極限σs、強度極限σb、伸長率δ和斷面收縮率ψ；
2．觀察低碳鋼拉伸過程中的彈性變形、屈服、強化和縮頸等物理現象；
3. 熟悉材料試驗機和游標卡尺的使用。
三、實驗裝置
1．手動數顯材料試驗機
2．maxtc220試驗機測試儀
3．游標卡尺
四、試樣製備
低碳鋼試樣如圖所示，直徑d=10mm，測量並記錄試樣的原始標距l0。
5、實驗原理
1. 材料達到屈服時，應力基本不變而應變增加，材料暫時失去了抵抗變形的能力，此時的應力即為屈服極限σs。
2. 材料在拉斷前所能承受的最大應力，即為強度極限σb。
3. 試樣的原始標距為l0，拉斷後將兩段試樣緊密對接在一起。量出拉斷後的長度l1，伸長率為拉斷後標距的伸長量與原始標距的百分比，即
4. 拉斷後，斷面處橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比為斷面收縮率，即
式中a0—試樣原始橫截面積；a1—試樣拉斷後斷口處最小橫截面積。
6、實驗步驟
1．調零。開啟力儀開關，待示力儀自檢停後，按清零按鈕，使顯示屏上的按鈕顯示為零。
2．載入。用手握住手柄，順時針轉動施力使動軸通過傳動裝置帶動千斤頂的絲槓上公升，使試樣受力，直至斷裂。
3．示力。在試樣受力的同時，裝在螺旋千斤頂和頂樑之間的壓力感測器受壓產生壓力訊號，通過回蕊電纜傳給電子示力儀，電子示力儀的顯示屏上即用數字顯示出力值。
4．關機。實驗完畢，卸下試樣，操作定載公升降裝置使移動掛樑降到最低時關閉力儀開關，斷開電源。
七、資料處理
1. 記錄相關資料
2. 計算伸長率δ和斷面收縮率ψ
3. 在應力應變圖中標出屈服極限σs和強度極限σb
八、應力應變圖分析
低碳鋼的拉伸過程分為四個階段，分別為彈性變形階段、屈服階段、強化階段和縮頸階段。
1. 彈性變形階段：在拉伸的初始階段，應力和應變的關係為直線，此階段符合胡克定律，即應力和應變成正比；
2. 屈服階段：超過彈性極限後，應力增加到某一數值時，應力應變曲線上出現接近水平線的小鋸齒形線段，此時，應力基本保持不變，而應變顯著增加，材料失去了抵抗變形的能力，鋸齒線段對應的應力為屈服極限；
3. 強化階段：經屈服階段後，材料又恢復了抵抗變形的能力，要使它繼續變形，必須增加拉力，強化階段中最高點對應的應力為材料所能承受的最大應力，即強度極限；
4. 縮頸階段：當應力增大到最大值之後，試樣某一區域性出現顯著收縮，產生縮頸，此後使試樣繼續伸長所需要的拉力減小，最終試樣在縮頸處斷裂。 九、實驗作業
1．說明測定屈服極限σs、強度極限σb、伸長率δ和斷面收縮率ψ的實驗原理及拉伸實驗的實驗步驟；
2. 根據實驗過程中記錄的資料，計算材料的伸長率δ和斷面收縮率ψ；
3. 在應力應變圖中標出屈服極限σs和強度極限σb；
4. 對應力應變圖進行分析。
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