
1.试验目的
低碳钢,铸铁常温,静载荷下的拉伸和压缩试验,是工程上广泛采用的测定材料拉伸和压缩力学性能的试验,而低碳钢、铸铁的拉伸和压缩试验又是工程力学实验的基本内容,利用万能材料试验机做这个试验要求达到以下目的。
①了解万能材料试验机的构造原理及操作规程。
②掌握拉伸、压缩试验的方法。
③观察低碳钢、铸铁在拉伸和压缩时的变形及破坏现象。
④测定低碳钢的强度指标和塑性指标。
⑤测定铸铁在拉伸和压缩时的强度指标。
⑥比较低碳钢和铸铁材料的力学性能特点。
2.试验设备
电子万能材料试验机(或液压式万能材料试验机),游标卡尺。
3.试验步骤
(1)拉伸试验不同的试验方法与技术要求会影响试验结果,本试验按照国家标准GB/T228--2002《金属拉伸试验方法》中的步骤。
①试样准备。为了便于观察试样,标距范围内沿轴向伸长的分布情况和测量拉断后昃鄉1,在试样平行长度内涂上快干着色涂料,然后用试样画线机在标距lo范围内每隔10mm(10倍试样)刻划一圆周线用冲点机冲点标记,将标距lo分成10格(上述过程只对低碳钢拉伸试样)。用游标卡尺在试样等直段取三个有代表性的截面,沿互相垂直的两个方向各测一次直径,计算试样的小原始横截面面积,取三位有效数字。
②开机。万能材料试验机--->计算机--->打印机,每次开机后要预热10min。
③安装夹具。根据试样情况选择好夹具,若夹具已安装到试验机上,则对夹具进行检查,并根据试样的长度及夹具的间距设置好限位装置。
④试验。点击试验部分里的新试验,选择相应的试验方案,输入试样的原始用户尺寸。
⑤安装试样。
⑥进行试验。按运行命令按钮,设备将按照软件设定的试验方案进行试验。试验结束后取下试样,吻合断口,测量并记录断后标距长度z1和断口小直径d1,d1为缩颈小处两个互相垂直方向的平均直径。将量好的尺寸输入到结果参数中,按“生成报告”按钮将生成试验报告。
⑦试验结束关机:万能材料试验机--->打印机--->计算机。关闭所有电源。
对于液压式万能材料试验机,安装好试样后,按下自动绘图笔,平稳,缓慢地施加载荷,测力指针会指出载荷的变化,当测力指针停止转动或回转时,表明材料开始屈服,指针波动时达到的小载荷即为屈服点载荷F8,当载荷再次稳定上升时,表明材料已进入强化,可用较快的速度加载,当测力指针再度下降则标志着缩颈现象的开始,从动指针所指示的大载荷即为断裂载荷Fb。当试样断裂后,关闭液压泵电源,取下试样,吻合断口,测量并记录断后标距长度l1和断口小直径d1,d1为缩颈小处两个互相垂直方向的平均直径。
铸铁拉伸试验因变形小,强度低造成测量上的困难,液压式万能材料试验机控制加载速度比电子万能材料试验机复杂,关键是应保持载荷平稳、缓慢地上升至试样断裂,才能测到正确的Fb值。
(2)压缩试验
①测量试样。用游标卡尺测量试b中部及两端面上互相垂直的两个方向的直径,取算术平均值的小者作为原始直径d0,测量试样高度h。
②安装试样。将试样放在试验机下垫板的处。
③进行试验。当试样上表面接近试验机上垫板时,应减慢活动台上升的速度,否则会因载荷上升过快而无法观察屈服点,对于铸铁试样,缓慢加载直至破裂为止,停机后由从动指针读出大载荷Fb,卸力后取下试样,观察变形及破坏形式。
4.数据处理
参照计算低碳钢拉伸时的强度指标和塑性指标;铸铁在拉伸和压缩时的强度指标。