金属成分分析检测：有关低碳钢的拉伸试验

　　低碳钢的拉伸试验需要借助的设备就是拉力试验机，那么低碳钢的拉伸试验是怎么操作的呢？

　　试验目的

　　1、通过观察低碳钢在拉伸时的各种现象，并测定低碳钢在拉伸时的屈服极限σs,强度极限σb,延伸率δ和断面收缩率ψ。

　　2、学习、掌握拉力试验机的使用方法及其工作原理。

　　3、试验中要注意观察试样受力和变形两者间的相互关系,并注意观察材料的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象。测定该试样所代表材料的fs、fb和Δl等值。

　　试验原理

　　在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径d0和标距ld0。实验时，首先将试件安装在实验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量实验段的变形。然后开动实验机，缓慢加载，与**材料试验机相联的电脑会自动绘制出载荷-变形曲线。随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能。

　　拉伸试验的四个阶段

　　弹性阶段、屈服阶段、硬化阶段、颈缩阶段。

　　拉伸试验前准备步骤

　　1、依次打开计算机、变压器，并按下主机外罩上的“复位”按钮启动试验机。

　　2、双击桌面上的试验软件图标，进入软件操作系统。

　　3、点击“试验操作”，打开实验操作界面，做拉伸试验时，在软件操作系统的“控制面板”上选取“拉向”。

　　4、用游标卡尺测量试样的直径和标距，并记录。在试件的标距范围内测量试件三个横截面处的截面直径，在每个截面上分别取两个相互垂直的方向各测量一次直径。取六次测量的平均值做为原始直径d0，并据此计算试件的横截面面积a0。测量标距时，要用游标卡尺测量三次：，并取三次测量结果的平均值作为试件的原始长度l0。

　　试验过程

　　1、装夹拉伸试样。通过试验机的“上升”、“下降”按钮把横梁调整到方便装试件的位置，再把上钳口松开，夹紧试样的上端；

　　2、使横梁下降，当试样能够夹在下钳口时，停止；

　　3、在实验操作界面上把负荷、峰值、变形、位移、时间清零，夹紧下钳口；

　　4、在“控制面板”上选择“位移控制”，采用0.2mm/min的速度使横梁下降，消除预紧力，使负荷变为零；

　　5、装夹引伸计，并检查引伸计是否已正确连接到计算机主机的端口上;加载速度选0.5mm/min；

　　6、单击“新建试样”按钮，输入试件的有关信息，包括直径(或长、宽)、标距，然后点击“新建试样”按钮，再点击“确认”；

　　7、再次把负荷、峰值、变形、位移、时间等各项分别清零。

　　8、单击“位移方式”，切换为“取引伸计”模式。在取引伸计模式下，点击“开始”按钮，开始实验。当试件即将进入屈服阶段时，屏幕会弹出对话框提示取下引伸计，此时要迅速取下引伸计。因为此后试件将进入屈服阶段，在载荷—变形图上将看到一个很长的波泿形曲线(表明试件处于流塑阶段)，应力变化不大，但应变大大增加。如果不取下引伸计，引伸计将被拉坏。接着材料进入强化阶段，可将加载速度调至5mm/min，继续实验直至试样拉断。在实验过程中，注意观察屈服(流动)、强化，卸载规律、颈缩、断裂等现象。

　　9、试样拉断后，立即按“停止”按钮。然后点取“保存数据”按钮，保存试验数据。取下试样，先将两段试件沿断口整齐地对拢，量取并记录拉断后两标距点之间的长度l1，及断口处*小的直径d1，并计算断后面积。

　　10、数据处理。单击菜单栏中的“试验分析”，并在相应的对话中选择需要计算的项目。然后单击“自动计算”。需要打印时单击“试验报告”按钮，把需要输出的选项移到右侧的空白框内，在曲线类型栏中选择应力---应变曲线，单击“确定”铵钮后打印试验报告。

　　试验结果处理

　　记录试件的屈服抗力fs和*大抗力fb。试件断裂后，测量断口处的*小直径d1和标距间的距离l1。依据测得的实验数据，计算低碳钢材料的强度指标和塑性指标。

　　1、低碳钢强度指标屈服极限：σs=fs/a0其中，a0=πd20/4强度极限：σb=fb/a0·δ

　　2、低碳钢塑性指标延伸率：δ10=(l1-l0/l0)****断面收缩率：ψ==(a1-a0/a0)****

　　力学特性

　　低碳钢为塑性材料.开始时遵守胡克定律沿直线上升，比例极限以后变形加快，但无明显屈服阶段。相反地，图形逐渐向上弯曲。这是因为在过了比例极限后，随着塑性变形的迅速增长，而试件的横截面积逐渐增大，因而承受的载荷也随之增大。

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