材 料 力 学 讲 义
试样的原始面积。 3．低碳钢塑性指标计算 断后伸长率??ll?l1010?100%
0?A断面收缩率??AA00?100%断口的位置发生在标距的中段（约l/3的长度），则?测试有效。为防止失效可采用补偿法但需提前在试样上做好补偿准备。
4．画出低碳钢、铸铁的断口形貌图，说明其特点。
5．通过拉伸图描述低碳钢、铸铁的拉伸过程及各阶段的特点，分析比较低碳钢、铸铁的力学性能，完成实验报告（报告要求和格式可参考附表）。
五、低碳钢拉伸实验模拟演示（实验讲义图3）
低碳钢的拉伸图显示，其拉伸过程明确分四个阶段：
1．弹性阶段（OA）
外力不超过弹性范围时变形是弹性的P??l曲线是一条直线。在这个范围内卸载试样仍恢复原状不产
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生残余变形（又称塑性变形）。低碳钢在线弹性范围内服从胡克定律。应力应变的关系为：??E?，比例系数E代表???曲线直线部分的斜率，称作弹性模量或材料的刚度。 2．屈服阶段（AB）
载荷超过弹性范围后P??l曲线上出现明显的屈服平台，这时载荷基本不变而变形急剧增加，表明材料暂时失去了抵抗变形的能力，在这一阶段卸载将有不可恢复的残余变形产生。在相应的???曲线上，屈服平台的下限值定义为屈服极限，记作?。
s3．强化阶段（BC）
超过屈服阶段后P??l曲线又开始上升，表明材料又恢复了抵抗变形的能力，即材料要继续变形，载荷就必须不断增长。与此同时，若试样表面光洁度很高，材料杂质又较少时，在试样表面可以清楚地看到相互交错的45滑移线。如果试样在这一阶段卸
?载（实验讲义图3），载荷将沿平行于弹性阶段的路径回零，弹性变形随之消失，而塑性变形将保留下来。若卸载后重新加载，载荷将沿卸载路径重新
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上升，P??l曲线上的线弹性范围增大，屈服强度明显提高，塑性变形相应下降，而弹性模量却保持不变，这一现象称作冷作硬化现象是金属材料的一种宝贵性质。
在相应的???曲线上，强化阶段的最大值定义为材料的强度极限，记作?。
b4．颈缩阶段（CD）
强化阶段达到最大值后P??l曲线开始下降，塑性变形开始在局部进行，局部截面急剧收缩，由于承载面积迅速减少，载荷很快下降（实际上材料仍不断强化，即真应力必须不断提高，变形才有可能继续增长），直至断裂。断裂时，试样的弹性变形消失而塑性变形则遗留在破断的试样上。低碳钢断裂后有很大的塑性变形，断口呈杯状，周边有450的剪切唇（实验讲义图4-b,c）。断口组织为暗灰色的纤维状组织，是典型的韧状断口。低碳钢的塑性用断后伸长率?（又称延伸率）和截面收缩率?表示。
六、铸铁拉伸实验的模拟演示（
实验讲义图3）
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铸铁是典型的脆性材料，其拉伸图没有屈服阶段
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也没有颈缩阶段，当试样接近断裂时P??l曲线才稍微弯曲，因此可近似看成一条直线。铸铁是在几乎没有塑性变形，没有任何预兆的情况下突然发生断裂的，铸铁的强度指标只有强度极限?。
b铸铁断口与正应力方向垂直表明是由拉应力拉断的，断面平齐为闪光的颗粒状组织是典型的脆状断口（实验讲义图4 –a）。
七、思考题
1．为什么要采用比例试样？
2．强化阶段后的弹性变形和塑性变形在拉伸图上如何表示？
3．延伸率?在???曲线上如何表示？ 4．分析铸铁的破坏方式和破坏原因。
压缩破坏实验（安排）
（全部内容看实验讲义）
一、实验原理
单向压缩时，材料的破坏过程可用压缩曲线即P—?h曲线来描述（实验讲义图1）。材料不同压缩曲线也不相同，而同一材料由于应力状态不同，
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其力与变形的关系曲线也有较大差别，比如同一铸铁的拉伸、压缩曲线明显不同，说明铸铁受压时其强度、塑性和破坏方式与拉伸相比有明显的变化。因此压缩实验有助于对材料的力学性能进行较全面的认识。
标准试样进行压缩实验时可同步记录一条精确的压缩曲线（P—?h 曲线），以观察分析材料的破坏过程，有关指标可根据定义在图上测试。压缩实验的主要力学性能指标如弹性模量E、屈服极限
?sc、强度极限?bc与拉伸实验时的定义相同（实验
讲义图1）。
单向压缩时，试样端面与压头间的摩擦力使端面附近形成三向压应力状态，试样的横向变形因此受到限制，试样越短三向应力状态的影响区相对越大；试样过长又容易产生纵向弯曲，因此必须制成标准试样（实验讲义图2）测试结果才能进行有效比较。
金属材料的压缩试样采用圆试样，根据测试需要可选择不同的长细比。试样进行压缩破坏实验时长
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常温、静荷拉伸破坏实验
