1、靜拉伸試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測 45#鋼的屈服強(qiáng)度s 、抗拉強(qiáng)度 Rm 、斷后伸長率和斷面收縮率。2、測定鋁合金的屈服強(qiáng)度s 、抗拉強(qiáng)度 Rm 、斷后伸長率和斷面收縮率。3 、觀察并分析兩種材料在拉伸過程中的各種現(xiàn)象。二、使用設(shè)備微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)、0.02mm游標(biāo)卡尺、試驗(yàn)分化器三、試樣本試樣采用經(jīng)過機(jī)加工直徑為 10mm左右的圓形截面比例試樣，試樣成分分別為鋁合金和45#，各有數(shù)支。四、實(shí)驗(yàn)原理按照我國目前執(zhí)行的國家 GB/T 228 2002 標(biāo)準(zhǔn)金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定，在室溫 10 35 的范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。將試樣安裝在試驗(yàn)機(jī)的夾頭當(dāng)中，然后開動試驗(yàn)機(jī)，使試樣受到緩慢增加的拉

2、力（一般應(yīng)變速率應(yīng) 0.1m/s），直到拉斷為止，并且利用試驗(yàn)機(jī)的自動繪圖裝置繪出材料的拉伸圖。試驗(yàn)機(jī)自動繪圖裝置繪出的拉伸變形 L 主要是整個試樣，而不僅僅是標(biāo)距部分的伸長，還包括機(jī)器的彈性變形和試樣在夾頭中的滑動等因素，由于試樣開始受力時，頭部在頭內(nèi)的滑動較大，故繪出的拉伸圖最初一段是曲線。塑性材料與脆性材料的區(qū)別：（1）塑性材料：脆性材料是指斷后伸長率 5%的材料，其從開始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都比較大。塑性材料在發(fā)生斷裂時，會發(fā)生明顯的塑性變形，也會出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象；（2）脆性材料：脆性材料是指斷后伸長率5%的材料，其從開始承受拉力直至試樣被拉斷，變形都很小。并且，大多數(shù)脆性

3、材料在拉伸時的應(yīng)力 應(yīng)變曲線上都沒有明顯的直線段，幾乎沒有塑性變形，在斷裂前不會出現(xiàn)明顯的征兆，不會出現(xiàn)屈服和頸縮等現(xiàn)象，只有斷裂時的應(yīng)力值強(qiáng)度極限。脆性材料在承受拉力、變形記小時，就可以達(dá)到Fm 而突然發(fā)生斷裂，其抗拉強(qiáng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于45 鋼的抗拉強(qiáng)度。同樣，由公式RmFmS0即可得到其抗拉強(qiáng)度，而根據(jù)公式，l1l0l0。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、試樣準(zhǔn)備用筆在試樣間距L0 （10cm）處標(biāo)記一下。用游標(biāo)尺測量出中間橫截面的平均直徑，并且測出試樣在拉伸前的一個總長度L。2、試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備：根據(jù) 45 鋼的抗拉強(qiáng)度和試樣的原始橫截面積估計(jì)實(shí)驗(yàn)所需的最大的力，并且選擇相應(yīng)的載荷。3、打開計(jì)算機(jī)。在測量程序中設(shè)定

4、量程、載荷、變形檔及加載速度等參數(shù)；4、安裝試樣和引伸計(jì)，載荷、變形、位移等校準(zhǔn)清零；5、試件斷裂，停機(jī)。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)另存為EXCEL 表，之后用 origin 軟件將數(shù)據(jù)擬合成曲線；6、取下試件并將斷口緊密地對在一起，用游標(biāo)卡尺測出斷后試件的標(biāo)距及頸縮處直徑d1 的大小。觀察斷口外貌。7、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析（1）試件尺寸表 1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)鋁合金45#平行長度標(biāo)距長度直徑平行長度標(biāo)距長度直徑試驗(yàn)前119.52mm100mm10mm124.16mm100mm10.1mm試驗(yàn)后135.46mm112.5mm6.7mm144.00mm118.7mm7.8mm（設(shè)試驗(yàn)前標(biāo)距長度為 l0 ，試驗(yàn)后標(biāo)距長度為

5、l1 ；試驗(yàn)前平行長度為 l2 ，試驗(yàn)后平行長度為l3 ）對于鋁合金：用標(biāo)距長度計(jì)算的伸長率：1112.5100100%12.5%100總的伸長率： 2l 3l 2135.46 119.52 100%13.3%l 2119.52A0A1(10)2(6.7 ) 2斷面收縮率：100%210255.11%A02)(對于 45#：2用標(biāo)距長度計(jì)算的伸長率：1118.7100100%18.7%100總的伸長率： 2l 3l 2144124.16100%16%l 2124.16A0A1(10.1)2(7.8 ) 2斷面收縮率：100%210.1240.35%A02()2由以上計(jì)算，鋁合金和 45#的斷面

6、收縮率明顯大于 5%，所以根據(jù)計(jì)算結(jié)果可判斷它們均為塑性斷裂。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果用origin軟件繪制鋁合金的拉伸圖1圖 1鋁合金的拉伸力-伸長曲線通過掛插曲線和分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，該鋁合金的屈服強(qiáng)度s305N / (mm2 ) ，抗拉強(qiáng)度為Rm305N / (mm2 ) ，所受的最大力為23.14kN 。從該曲線可以看出，鋁合金屬于具備一定的塑性的塑性材料。其拉伸過程中包含了彈性變形的彈性階段、均勻塑性變形階段，不均勻集中塑性變形階段和斷裂階段；然而并不經(jīng)歷典型塑性材料如低碳鋼等所具備的頸縮階段相應(yīng)地斷裂時發(fā)生 45 度斜面斷口而非杯狀斷口。鋁合金斷口形貌如下所示：圖 2 鋁合金斷口形貌彈性階段的

7、鋁合金材料其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系滿足胡克定律，同時卸載后恢復(fù)原先尺寸。相較低碳鋼，鋁合金材料的屈服階段并不明顯，從微觀角度這說明鋁合金材料晶格在承受載荷時基本不發(fā)生相對的滑動與錯位。猜測這是合金材料的共同特點(diǎn)。2（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果用origin軟件繪制 45#的拉伸圖圖 345#的拉伸力 - 伸長曲線通過掛插 曲線和 分析試 驗(yàn)數(shù)據(jù) ，該45#的屈服 強(qiáng)度s400N / (mm2 ) ，抗拉強(qiáng) 度為Rm645N / (mm2 ) ，所受的最大力為51.69kN 。根據(jù)此拉伸力 - 伸長曲線， 45#在拉伸力作用下的變形過程可以分為：彈性變形，不均勻塑性變形、均勻塑性變形、不均勻集中塑性變形、和斷裂幾個階段。斷口的形貌：其斷口呈杯錐形，由纖維區(qū)，放射區(qū)和剪切唇三個區(qū)域組成。放射區(qū)有放射線花紋特征， 放射線平行于裂紋擴(kuò)展方向而垂直于裂紋前端的輪廓線，并且逆指向裂紋源。六、思考題（1）應(yīng)變強(qiáng)化是哪類材料的特點(diǎn)？發(fā)生在拉伸過程的哪個階段，有何作用和意義？答：應(yīng)變強(qiáng)化使金屬韌性材料的特點(diǎn)，發(fā)生在均勻塑性變形階段。作用和意義：應(yīng)變強(qiáng)化后的材料彈性階段將會變大，塑性變低。這是的材料具有更好的彈性性能，是金屬硬化的重要手段之一。（2）斷后伸長率反映材料什么性能？能否利用載荷 -位移曲線準(zhǔn)確測定材料的斷后伸長率？答：斷后伸長率 是材料的兩個塑性指標(biāo)之一，反映了材料的塑性變形性能。但是，不能用載荷 -