金属材料的力学性能实验

金属材料的力学性能实验 I(拉伸试验 一、实验目的 1(加深对强度、塑性以及拉伸曲线的理解; 2(测定低碳钢的屈服点、抗拉强度、伸长率和断面收缩率。 二、实验设备及材料 1(万能材料试验机; 2(低碳钢拉伸试样。 三、实验原理 拉伸试验应按《金属拉伸试验方法》(GB228—87)进行，施加载荷将试样拉伸，测量材料抵抗拉伸载荷作用时的各项性能指标。 拉伸试验所用试样应按《金属拉伸试验用试样》(GB6397—86)制取，常用圆形截面的短试样(见图1—1)。 试验机主要由加力和测力两个基本部分组成。加力部分是给试样施力的装置，测力部分是将试样受力情况显示在 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 盘上的装置。此外还有装夹装置和绘图装置，分别用来装夹试样和自动绘出拉伸曲线。 目前常用的液压摆锤针盘式万能材料试验机的结构如图1—12所示。 拉伸试验时，将试样安装在试验机上，开动机器缓慢施加拉伸力P，试样逐渐伸长?z，同时测力盘的指针指示出力的大小，自动绘图装置则绘出拉伸曲线，如图1—2所示，直至试样被拉断。 根据拉伸曲线、试样拉断后的标距ι1和缩颈处的最小横截面积S1，即可求出材料的强度和塑性指标。 四、实验步骤 1(测量试样原始 尺寸 手机海报尺寸公章尺寸朋友圈海报尺寸停车场尺寸印章尺寸 ι0和d0。 2(检查试验机各部分是否正常，然后将试样垂直夹持在试验机的上、下钳口内。 3(将测力盘指针调零，并调整好绘图装置。 4。按下启动电钮，开始加力，注意观察试样在拉伸过程中的变形过程和测力盘指针的转动情况，并记录屈服力Ps和最大拉伸力Pb的值 图1—12 万能材料试验机结构 l一大活塞 2一工作液压缸 3一下夹头电动机 4一渗油回油管 5一送油阀 6一液压泵 7一电动机 8一测力油管 9一送油管 10一回油阀 11一测力液压缸 12一测力活塞 13一测力拉杆 14一摆杆 15一推杆 16一测力盘 5(试样拉断后，立即按下停止电钮，试验机停止工作。 6(取下拉断的试样，测量缩颈处的最小直径d1，并将试样断裂处紧密对接在一起，测量断后标距Z。。 7(根据试验所得数据，计算的бsбbδψ值，并填人表1—5中。 五、实验结果 表1—5拉伸试验记录表 试样原始尺寸 试样断后尺寸 拉伸力 计算值 原始原始断后缩颈屈服最大屈服抗拉断后断面材试标 距 直 径 标 距 处最力 力 点 强度 伸长收缩料样 小直 率 率 径 注:表中数据至少应是3个试样实测结果的平均值。 六、分析与讨论 1(观察试样拉断后的断口，指出低碳钢拉伸试样的断口有何特征? 2(拉伸试验时，当试样产生缩颈后，为什么测力盘指针指示拉伸力下降而试样却继续伸长? ?(金属材料的硬度试验 一、实验目的 1(了解布氏硬度计、洛氏硬度计的工作原理和操作方法; 2(初步掌握金属材料布氏硬度、洛氏硬度的测量方法。 二、实验设备及材料 1(HB一3000型布氏硬度试验机; 2(HR一150型洛氏硬度试验机; 3(读数显微镜; 4(试样:Φ20 mm×10 mm，20钢;Φ20 mm×10 mm，45钢和T12钢。正火及淬火状态。 三、实验原理 金属布氏硬度试验按《金属布氏硬度试验方法》(GB231—84)进行。用一定直径D的钢球或硬质合金球作压头，以相应的试验力P压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径d，然后根据所选择的D与P及测得的压痕直径d查“金属布氏硬度数值表”，得出HB值。常用的HB一3000型布氏硬度计的结构如图1—13所示。 图1一13 HB一3000型布氏硬度计结构 1一小杠杆一2一弹簧 3一压轴 4一主轴衬套 5一压头 6一可更换工作台 7„工作台立柱 8一螺杆 9一升降手轮 10一螺母 11一套筒 12一电动机 13一减速器 14一换向开关 15一砝码 16一大杠杆 17一吊环 18一机体 19一电源开关 金属洛氏硬度试验按GB,T230—91《金属洛氏硬度试验方法》进行。以金刚石圆锥体或淬火钢球作压头，压头在初试验力及总试验力的先、后作用下压人试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，在保留初试验力作用下，用测量的残余压痕深度增量计算硬度值。试样的洛氏硬度值可以从洛氏硬度计的指示器上直接读取。 常用HR一150A型洛氏硬度计的结构如图1—14所示。 图1—14 HR一150型洛氏硬度计结构 1一调整块 2一顶杆 3一调整螺钉 4一调整盘 5一按钮 6一紧固螺母 7一试样 8一工作台 9一手轮 10一放油螺钉 ll一操纵手柄 12一砝码座 1 3一油针 14、15一砝码 16一杆 17一吊套 18一指示器 四、实验步骤 (一)布氏硬度试验 1(试验前的准备工作 (1)检查试样的试验面是否光滑，有无氧化现象或外来污物。 。 (2)根据材料和预计的布氏硬度范围以及试样的厚度，按表1—2选择压头直径、试 验力及保持时间。 (3)将选定的压头装入硬度计的主轴衬套内并紧固。 (4)按规范调节好时间定位器和砝码。 2(硬度计的操作顺序 (1)将硬度计工作台擦拭干净，使试样平稳地放置在工作台上 (2)选定测试位置，顺时针旋转升降手轮，使试样试验面与压头接触，并继续转动手轮，直至手轮打滑空转为止。 (3)按下电源开关，电动机启动，开始施加载荷。此时因紧压螺钉已拧松，圆盘并不转动，当红色指示灯闪亮时，迅速拧紧调整螺钉，使刻度盘指针转动，达到预定保持时间后，转动自行停止，试验力自行卸除。 (4)逆时针转动手轮，降下工作台，取下试样。 (5)用读数显微镜在相互垂直的两个方向上测量出压痕直径d。、cz:，取其算术平均值作为压痕直径d。 (6)根据压痕直径d和试验规范查附表一，得出试样的布氏硬度值。 (二)洛氏硬度试验 1(硬度试验前的准备工作 (1)试样的厚度应大于10倍压痕的深度，被测表面应平整光洁，不得带有污物、氧化皮、裂缝及显著的加工痕迹，支撑面应保持清洁。 (2)根据试样的形状及尺寸来选择合适的工作台。 (3)根据试样技术要求选择标尺。 (4)根据试验标尺选择并安装压头，压头在安装之前必须清洁干净。 (5)调整保荷时间为10,12 s。 2(硬度计的操作顺序 (1)将试样放在合适的工作台上。 (2)将手轮顺时针旋转使升降丝杆上升，压头渐渐接触试样，刻度盘指针开始转动，此时小指针从黑点移向红点，当大指针转动3圈时，小指针指向红点。此时停止旋转手轮。 (3)微调刻度盘并使之对零。 (4)加主载荷，将加载手柄推向加载位置，主载荷将通过杠杆加于压头上，而使压头压人试样，保持一定时间。 (5)卸除主载荷，使手柄转动至原来位置。 (6)读出硬度值，长指针在卸除主载荷后停留位置所对应的位置即为硬度值。注意，HRB 读红色数字，HRC、HRA读黑色数字。 (7)逆时针旋转手轮，使试样下降脱离压头，取出试样。 五、实验结果 填写表1—6、表l一7。 表1—6布氏硬度试验记录表 材料 热处实验规范 实验结果 理 压头实验保持时压痕直径 硬度表示 直径 力 间 值 法 d 1 d 2 d 3 热处理 实验规范 实验结果 材料 标尺 压头 总实验力 第二次 第三次 第四次 平均值 表示法 表1—7洛氏硬度实验记录表 六、分析与讨论 1(为什么硬度试验时要规定试验力保持时间?试分析保持时间对硬度试验结果的影响。 2(用不同的硬度试验方法或不同的实验规范测定的硬度值怎样进行比较? ?(冲击试验 一、实验目的 ‘ 1(加深对金属材料冲击韧性概念的认识和理解; 2(测定常温下45钢和T12钢试样的aKU值。 二、实验设备及材料 l_摆锤式冲击试验机; 2(试样:45钢、T12钢标准冲击试样。 三、实验原理 金属夏比冲击试验应按《金属夏比(U型缺口)冲击试验方法》》(GB229—84),在室温 条件下，用规定高度的摆锤对处在简支梁状态的金属试样进行一次冲击，测得试样冲断时吸收的冲击功A。。，并求得试样的冲击韧度aku。 金属夏比(U型缺口)冲击试验所用标准试样规定为10 mm×10 mm×55 mm，并带有2 mm深的U型缺口，如图1—7所示。 四、实验步骤 1(检查试样是否符合国标规定。 2(检查摆锤空打时被动指针是否指零位，其偏离值不应超过最小刻度的1,4。 3(将摆锤扬起并扳紧操纵手柄，将指针拨至满刻度位置。 4(使用专用样规，将试样紧贴支座安装，并使其缺口对称并位于两支座对称面上，如图1— 8所示。 5(拨动操纵手柄，使摆锤自由下摆进行冲击，试样冲断后立即制动摆锤。 6(摆锤停摆后，即可以从刻度盘上读取试样的Aku值。 五、实验结果 填写1—8 表1—8冲击试验记录表 试样材料 试样尺寸 缺口形状 缺口宽度 缺口深度 实验温度 冲击韧度 断口特征 六、分析与讨论 1(观察45钢和T12钢的断口特征，试分析其差异的原因。 2(改变摆锤扬起高度对冲击韧度值的测量有何影响?