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力学性能测试

2020-07-27 14:42 作者:火博app 点击:

  力学性能测试._物理_自然科学_专业资料。拉伸试验 金属材料是工程材料中的主体 ,其力学性能是工程应用中十分重要的性能。 为保证材料构件的安全 ,通过材料的各种性能试验所得到的性能参数必须真实 地描述由材料化学成分、 冶炼条件和热处理制度等一

  拉伸试验 金属材料是工程材料中的主体 ,其力学性能是工程应用中十分重要的性能。 为保证材料构件的安全 ,通过材料的各种性能试验所得到的性能参数必须真实 地描述由材料化学成分、 冶炼条件和热处理制度等一切冶金因素所决定的金属 材料的材质特性,而不应该与试验因素有关[17]。 1.试验样件 试验表明,试件的尺寸和形状对试验结果均有影响。为了便于比较各种材料 的机械性能,对试样的尺寸和形状在国家标准(GB6397-86)《金属拉伸试验试样》 中有统一规定。最常见的拉伸试样是圆形和矩形试样。由夹持,过渡和平行三部 分组成。夹持部分稍大,过渡部分是圆弧,与平行部分光滑地连接,以保证试样 破坏时端口在平行部分。 (a)圆截面标准试件: l ?10d或l ? 5d 图 1.1 圆截面标准试件 (b) 矩形截面标准试件(截面积为 A): l ?31. A 或 l655. ? A 图 1.2 矩形截面标准试件 2.抗拉强度σ b(Mpa)=Fm/S0 屈服强度σ s(MPa)=Fel/S0 下屈服载 Fel(kN),最大载荷 Fm(kN),原始横截面 S0(mm2)=∏d02/4 材料的塑性指标用延伸率和断面收缩率来表示。 (1)延伸率? ? l ? l0 ?100% l0 l--试件拉断后的长度 (2)断面收缩率? ? A0 ? A ?100% A0 A--试件拉断后断口处的最小横截面面积,≥5%—塑性材料, <5%—脆性材料 压缩实验 一、实验目的 1. 观察低碳钢,铸铁压缩时的变形和破坏现象。 ? ? 2.测定压缩时低碳钢的流动极限 s 和铸铁的强度极限 b 。 二、实验设备 万能材料实验机 游标卡尺。 三、试件 低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形,如图 2—1 所示, h0 并规定 1≤ d 0 ≤3。 四、实验步骤 1.低碳钢试件 (1)试件准备。用游标卡尺测量试件两端及中部三处截面的直径,取三处中最小 ? 一处的平均直径来计算截面面积。根据低碳钢的屈服极限 s 估算屈服载荷的大 小。 (2)试验机准备。选择测力度盘。调整指针,对准零点,并调整自动绘图器。 (3)安装试件。将试件两端面涂以润滑剂,然后准确地放在试验机球形承垫的中 心处。 (4)进行试验。缓慢均匀地加载,注意观察测力指针的转动情况和绘图纸上的压 缩图。 在压缩图中,到达屈服载荷 ps 时,并不象拉伸那样有明显的屈服阶段,这是因 为过屈服阶段后,塑性变形迅速增长,试件横截面面积也随之增大,而增大的面 积能承受更大的载荷。因此,在压缩试验中测定 ps 时要仔细观察。如测力指针或 自动绘图器上的笔尖停止或少许后退,此刻即试件到达屈服极限,应及时而正确 地测定屈服载荷,并记录下来。 (5)超过屈服阶段后,继续加载。最后将试件压成鼓形或饼状而不破裂,所以无 法求出最大载荷及其强度极限,即可停止加载。所加载荷不得超过测力度盘范围。 2.铸铁试件 实验步骤与低碳钢相同,但铸铁试件受压时产生的塑性变形很小,稍成 鼓状即很快破裂。破裂时的裂纹与试件轴线°左右,这主要是由剪应力 引起的。由从动指针可读出最大载荷 pb 值。试验时,要在试件周围加防护罩,以 免试件破裂时,碎片飞出伤人。 五、实验记录及结果的整理 ?s 1.低碳钢压缩时的强度指标:屈服极限 ? Ps A0 ?b 2.铸铁压缩时的强度指标:强度极限 ? Pb A0 冲击实验 1 冲击试验样品 冲击样坯的切取应按产品规范执行,如果产品规范无规定,对锻轧钢材,其 取样部位应与拉伸试样相同,取样方向为锻轧方向(纵向取样),试样缺口垂直于 锻轧面。对产品检验,冲击试样一般取 3 只,对韧脆转变温度试验,冲击试样一 般取 8 到 12 只。标准夏比 V 型缺口冲击试样的形状和尺寸见图 1,试样加工的允 许公差见表 1 。 当钢板的厚度1l mm,或钢管的直径和壁厚不足以加工出横向冲击试样,或 所测钢材的冲击吸收功小于试验机最大打击能量的 80%时,可采用宽度 7.5 mm, 6.7mm,5mm,3.3 mm 和 2.5mm 等小尺寸试样。小尺寸试样的其它尺寸及公差与相 应缺口的标准试样基本相同,其 V 型缺口开在试样的窄面上。值得注意的是,不 同尺寸的试样所得的结果不能进行直接比较。 标准或小尺寸钢管横向冲击试样也可保留部分原始表面,这时试样的形状如 图 2。图中 A 为加工表面长度,要求 A≥28 mm;B 为原始表面长度,要求 B≤13.5 mm;T 为样品宽度;t 为两端宽度,要求 t≥1/2T。 为避免混淆, 试验前应对试样进行适当的标记,标记可作在试样的两端面即 试样在支座时向上的一面或背向缺口的一面。但距缺口中心线 mm 以内的任何 一面都不得作标记。标记可用电子笔,但应避免过热。

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