金屬成分分析檢測：有關低碳鋼的拉伸試驗

　　低碳鋼的拉伸試驗需要借助的設備就是拉力試驗機，那么低碳鋼的拉伸試驗是怎么操作的呢？

　　試驗目的

　　1、通過觀察低碳鋼在拉伸時的各種現象，并測定低碳鋼在拉伸時的屈服極限σs,強度極限σb,延伸率δ和斷面收縮率ψ。

　　2、學習、掌握拉力試驗機的使用方法及其工作原理。

　　3、試驗中要注意觀察試樣受力和變形兩者間的相互關系,并注意觀察材料的彈性、屈服、強化、頸縮、斷裂等物理現象。測定該試樣所代表材料的FS、Fb和Δl等值。

　　試驗原理

　　在拉伸實驗前，測定低碳鋼試件的直徑d0和標距ld0。實驗時，首先將試件安裝在實驗機的上、下夾頭內，并在實驗段的標記處安裝引伸儀，以測量實驗段的變形。然后開動實驗機，緩慢加載，與**材料試驗機相聯的電腦會自動繪制出載荷-變形曲線。隨著載荷的逐漸增大，材料呈現出不同的力學性能。

　　拉伸試驗的四個階段

　　彈性階段、屈服階段、硬化階段、頸縮階段。

　　拉伸試驗前準備步驟

　　1、依次打開計算機、變壓器，并按下主機外罩上的“復位”按鈕啟動試驗機。

　　2、雙擊桌面上的試驗軟件圖標，進入軟件操作系統。

　　3、點擊“試驗操作”，打開實驗操作界面，做拉伸試驗時，在軟件操作系統的“控制面板”上選取“拉向”。

　　4、用游標卡尺測量試樣的直徑和標距，并記錄。在試件的標距范圍內測量試件三個橫截面處的截面直徑，在每個截面上分別取兩個相互垂直的方向各測量一次直徑。取六次測量的平均值做為原始直徑d0，并據此計算試件的橫截面面積A0。測量標距時，要用游標卡尺測量三次：，并取三次測量結果的平均值作為試件的原始長度l0。

　　試驗過程

　　1、裝夾拉伸試樣。通過試驗機的“上升”、“下降”按鈕把橫梁調整到方便裝試件的位置，再把上鉗口松開，夾緊試樣的上端；

　　2、使橫梁下降，當試樣能夠夾在下鉗口時，停止；

　　3、在實驗操作界面上把負荷、峰值、變形、位移、時間清零，夾緊下鉗口；

　　4、在“控制面板”上選擇“位移控制”，采用0.2mm/min的速度使橫梁下降，消除預緊力，使負荷變為零；

　　5、裝夾引伸計，并檢查引伸計是否已正確連接到計算機主機的端口上;加載速度選0.5mm/min；

　　6、單擊“新建試樣”按鈕，輸入試件的有關信息，包括直徑(或長、寬)、標距，然后點擊“新建試樣”按鈕，再點擊“確認”；

　　7、再次把負荷、峰值、變形、位移、時間等各項分別清零。

　　8、單擊“位移方式”，切換為“取引伸計”模式。在取引伸計模式下，點擊“開始”按鈕，開始實驗。當試件即將進入屈服階段時，屏幕會彈出對話框提示取下引伸計，此時要迅速取下引伸計。因為此后試件將進入屈服階段，在載荷—變形圖上將看到一個很長的波泿形曲線(表明試件處于流塑階段)，應力變化不大，但應變大大增加。如果不取下引伸計，引伸計將被拉壞。接著材料進入強化階段，可將加載速度調至5mm/min，繼續實驗直至試樣拉斷。在實驗過程中，注意觀察屈服(流動)、強化，卸載規律、頸縮、斷裂等現象。

　　9、試樣拉斷后，立即按“停止”按鈕。然后點取“保存數據”按鈕，保存試驗數據。取下試樣，先將兩段試件沿斷口整齊地對攏，量取并記錄拉斷后兩標距點之間的長度l1，及斷口處*小的直徑d1，并計算斷后面積。

　　10、數據處理。單擊菜單欄中的“試驗分析”，并在相應的對話中選擇需要計算的項目。然后單擊“自動計算”。需要打印時單擊“試驗報告”按鈕，把需要輸出的選項移到右側的空白框內，在曲線類型欄中選擇應力---應變曲線，單擊“確定”銨鈕后打印試驗報告。

　　試驗結果處理

　　記錄試件的屈服抗力Fs和*大抗力Fb。試件斷裂后，測量斷口處的*小直徑d1和標距間的距離l1。依據測得的實驗數據，計算低碳鋼材料的強度指標和塑性指標。

　　1、低碳鋼強度指標屈服極限：σs=Fs/A0其中，A0=πd20/4強度極限：σb=Fb/A0·δ

　　2、低碳鋼塑性指標延伸率：δ10=(l1-l0/l0)****斷面收縮率：ψ==(A1-A0/A0)****

　　力學特性

　　低碳鋼為塑性材料.開始時遵守胡克定律沿直線上升，比例極限以后變形加快，但無明顯屈服階段。相反地，圖形逐漸向上彎曲。這是因為在過了比例極限后，隨著塑性變形的迅速增長，而試件的橫截面積逐漸增大，因而承受的載荷也隨之增大。

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