东南大学力学实验中心 工程力学实验指导书 实验1金属材料拉伸实验 金屈材料拉伸试验是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数 (強性模量、温度、湖性第)。国家标准G丑/T28-2002《金属材料室温拉伸试验方法》。已干2002年 月1日开始实施。新版国家标准与原相关国家标准在引用标准、定义和符号 、试样、试验要求、性能测 定方法、测定结果数值修约及性能测定结果准确度阐述等方面都作了较大修改和补充。通过等效采用及 鼓励和促进采用自动化测试的方式实现了与国际标准接轨。 1、实验目的 1.1了解并掌握GB/T228-2002所规定的定义和符号、试样、试验要求、性能测定方法： 1.2了解Instron3367电子万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法： 1.3测定金属材料的上、下屈服强度(Ra、R):抗拉强度(R)；最大力总伸长率(A)和断后伸长 率(A）:截面收缩率(Z): 1.4观察和分析金属试样在拉伸过程中的各种现象，并比较断后伸长率(A)和最大力总伸长率(A)差 开绘给制村料的应力-延伸线和冷作硬化曲线，双察分析试样在冷作硬化对材料力学性能的影响。 2、实验设备和量具 Bluehil2 图1-1拉伸试件 图1-2 Instron3367电子试验机 图1-3B1 wehil1软件主界面 电子材料试验机可以做拉伸、压缩、剪切、弯曲等试验，故习惯上称它为万能材料试验机，也称为 全能机。全能机有机械、液压等电子多种类型。目前普遍采用电子材料试验机，试验机主要由加力部分 和测力部分组成。电子材料试验机的构造、工作原理及操作规程介绍详见电子材料试验机指南。 3、金属材料（低碳锅）的拉伸实验原理(GB/T228-2002) 当试样开始受力拉伸时，材料先呈现弹性状态，然后进行屈服阶段（状态），通常呈水平的锯齿状 试验发生屈服而力首次下降前的最高应力称上屈服极限()，由于上屈服极限受变形速度等因素的影 较大（初始瞬时效应），一般不作为材料的强度指标：同样，屈服后第一次下降的最低点也不作为材料 的强度指标。在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力，除此之外的其它最低点中的最小值作为屈 服强度（尼）。当屈服阶段结束后，继续加载，载荷一变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。若在这 阶段的某一点卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。此时立即再加载，则加 载曲线沿原卸载曲线上升，以后的曲线基本与 经卸载的曲线重合经过加、卸我这一过程后，材料 的比例极限和屈服强度提高了，而延伸率降低了，这称为冷作硬化。随着载荷的继续加大。拉伸曲线上 升的幅度逐渐减小，当达到最大值(R)后，试样的某一局部开始出现颈缩，而且发展很快，载荷也随 之下降，迅速到达Fm点后，试样断裂。当载荷超过弹性极限时，就会产生塑性变形。金属的塑性变形 主要是材料品面产生了滑移，是由剪应力引起的。描述材料塑性的指标主要有材料断裂后的延伸率A (6)和截面收缩率Z()来表示。标准中共定义了12种可测的拉伸性能，即六种延性性能分别为A A,A,A2,A:和Z,六种强度性能RH,R,R,R,R和Rm。东南大学力学实验中心 工程力学实验指导书 ３ 实验 1 金属材料拉伸实验 金属材料拉伸试验是材料力学最基本的实验，通过拉伸可以测定出材料一些基本的力学性能参数 （弹性模量、强度、塑性等）。国家标准 GB/T228-2002《金属材料室温 拉伸试验方法》，已于 2002 年 7 月 1 日开始实施。新版国家标准与原相关国家标准在引用标准、定义和符号、试样、试验要求、性能测 定方法、测定结果数值修约及性能测定结果准确度阐述等方面都作了较大修改和补充。通过等效采用及 鼓励和促进采用自动化测试的方式实现了与国际标准接轨。 1、实验目的 1.1 了解并掌握 GB/T228-2002 所规定的定义和符号、试样、试验要求、性能测定方法； 1.2 了解 Instron 3367 电子万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法； 1.3 测定金属材料的上、下屈服强度(ReH 、ReL )；抗拉强度(Ｒm) ；最大力总伸长率(Ａgt) 和断后伸长 率(Ａ) ；截面收缩率(Ｚ)； 1.4 观察和分析金属试样在拉伸过程中的各种现象，并比较断后伸长率(Ａ)和最大力总伸长率(Ａgt) 差 异； 1.5 绘制材料的应力-延伸曲线和冷作硬化曲线，观察分析试样在冷作硬化对材料力学性能的影响。 2、实验设备和量具 Instron 3367 电子材料试验机，引伸计，力传感器，位移传感器、游标卡尺等。最常见的拉伸试 件的截面是圆形和矩形，如图所示。 电子材料试验机可以做拉伸、压缩、剪切、弯曲等试验，故习惯上称它为万能材料试验机，也称为 全能机。全能机有机械、液压等电子多种类型。目前普遍采用电子材料试验机，试验机主要由加力部分 和测力部分组成。电子材料试验机的构造、工作原理及操作规程介绍详见电子材料试验机指南。 3、金属材料（低碳钢）的拉伸实验原理 （GB/T228-2002） 当试样开始受力拉伸时，材料先呈现弹性状态，然后进行屈服阶段（状态），通常呈水平的锯齿状， 试验发生屈服而力首次下降前的最高应力称上屈服极限(ReH)，由于上屈服极限受变形速度等因素的影响 较大（初始瞬时效应），一般不作为材料的强度指标；同样，屈服后第一次下降的最低点也不作为材料 的强度指标。在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力，除此之外的其它最低点中的最小值作为屈 服强度(ReL)。当屈服阶段结束后，继续加载，载荷—变形曲线开始上升，材料进入强化阶段。若在这一 阶段的某一点卸载至零，则可以得到一条与比例阶段曲线基本平行的卸载曲线。此时立即再加载，则加 载曲线沿原卸载曲线上升，以后的曲线基本与未经卸载的曲线重合。经过加载、卸载这一过程后，材料 的比例极限和屈服强度提高了，而延伸率降低了，这称为冷作硬化。随着载荷的继续加大。拉伸曲线上 升的幅度逐渐减小，当达到最大值（Rm）后，试样的某一局部开始出现颈缩，而且发展很快，载荷也随 之下降，迅速到达 Fm 点后，试样断裂。当载荷超过弹性极限时，就会产生塑性变形。金属的塑性变形 主要是材料晶面产生了滑移，是由剪应力引起的。描述材料塑性的指标主要有材料断裂后的延伸率 A （δ）和截面收缩率 Z（ψ）来表示。标准中共定义了 12 种可测的拉伸性能,即六种延性性能分别为 A , Ae , Agt , Ag , A t 和 Z ,六种强度性能 ReH , ReL , RP , Rt , Rr 和 Rm 。 图 1-1 拉伸试件 图 1-2 Instron 3367 电子试验机 图 1-3 Bluehill 软件主界面