金属材料力学性能实验报告-金属材料的拉伸实验实验报告

金属材料力学性能实验报告

姓名： 实验名称 实验设备 班级： 学号： 成绩： 实验一 金属材料静拉伸试验 1）电子拉伸材料试验机一台，型号HY-10080 2）位移传感器一个； 3）刻线机一台； 4）游标卡尺一把； 5）铝合金和20#钢。 试样示意图 图1 圆柱形拉伸标准试样示意图 试样宏观断口示意图 图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图

（和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口，几乎没有颈缩，可以知道为切应力达到极限，发生韧性断裂） - 1 -

图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图 （可以明显看出，试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。断口处可以看出有三个区域：1.试样中心的纤维区，表面有较大的起伏，有较大的塑性变形；2.放射区，表面较光亮平坦，有较细的放射状条纹；3.剪切唇，轴线成45°角左右的倾斜断口） 原始数据记录 表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据（单位：mm） 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.00 9.92 10.00 10.00 9.97 10.00 10.00 9.92 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据（单位：mm） 左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.68 8.70 8.70 8.69 8.64 8.72 8.70 两试样的初始标距为L0?50 mm。 表3 铝合金拉断后标距测量数据记录（单位：mm） AB 12.32 24.02 BC 23.16 17.46 AB+2BC 58.64 58.94 平均 58.79 测量20#钢拉断后的平均标距为Lu=69.53 mm，断口的直径平均值为du=6.00 mm。 测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm。 - 2 -

数据处理： 1.20#钢正火材料（具有明显物理屈服平台的材料） 20#钢正火材料试样的载荷-位移曲线试验结果见图4。 （1）由图可得各特征力值及对应的位移值分别为： 比例伸长力Fp?20.6 kN； 下屈服力Fel?24.5 kN； 最大力Fm?37.2 kN； 断裂载荷FF?27.1 kN； 断裂后塑性伸长?LF?21.4 mm； 断裂后弹性伸长?Le?2.4 mm。 （2）由各特征力值计算各强度指标 比例强度： Rp?Fp/S0?4Fp/(?d02)?4?20.6???9.972GPa=263.9MPa 下屈服强度： Rel?Fel/S0?4?24.5???9.972GPa=313.8MPa 抗拉强度： Rm?Fm/S0?4?37.2???9.972GPa=476.5MPa 断裂强度： RF?FF/S0?4?27.1???9.972GPa=347.1MPa （3）由各特征位移及实验所测数据计算塑性指标（断后伸长率和断面收缩率） 断后伸长率：A?(Lu?L0)/L0?100%?(69.53?50)/50?100%?39.06% 断面收缩率： 111Z?(S0?Su)/S0?100%?(?d02??du2)/(?d02)?100% 444 =(9.972-6.002)/9.972?100%?63.78%2.铝合金材料（不具有明显的物理屈服平台） 铝合金材料试样常温拉伸实验载荷-位移曲线如图6。 由于铝合金材料不具有明显的物理屈服平台，其屈服强度一般采用规定非比例延伸强度Rp0.2表示。即在横轴上找应变为0.2%的点，过此点作平行于载荷-位移曲线弹性段的辅助线与载荷-位移曲线相交，相交点即为Pp0.2力值点。则条件屈服强度Rp0.2可由下式计算： 1 Rp0.2?Fp0.2/S0 ○在载荷-位移曲线上，找?L???L0?0.2%?50mm?0.1mm的点，作BM的平行线，如图6所示，得到Fp0.2。 （1）由图6可得各特征力值分别为： - 3 -