1.試驗目的
低碳鋼,鑄鐵常溫,靜載荷下的拉伸和壓縮試驗,是工程上廣泛采用的測定材料拉伸和壓縮力學性能的試驗,而低碳鋼、鑄鐵的拉伸和壓縮試驗又是工程力學實驗的基本內容,利用萬能材料試驗機做這個試驗要求達到以下目的。
①了解萬能材料試驗機的構造原理及操作規程。
②掌握拉伸、壓縮試驗的方法。
③觀察低碳鋼、鑄鐵在拉伸和壓縮時的變形及破壞現象。
④測定低碳鋼的強度指標和塑性指標。
⑤測定鑄鐵在拉伸和壓縮時的強度指標。
⑥比較低碳鋼和鑄鐵材料的力學性能特點。
2.試驗設備
電子萬能材料試驗機(或液壓式萬能材料試驗機),游標卡尺。
3.試驗步驟
(1)拉伸試驗不同的試驗方法與技術要求會影響試驗結果,本試驗按照國家標準GB/T228--2002《金屬拉伸試驗方法》中的步驟。
①試樣準備。為了便于觀察試樣,標距范圍內沿軸向伸長的分布情況和測量拉斷后昃鄉1,在試樣平行長度內涂上快干著色涂料,然后用試樣畫線機在標距lo范圍內每隔10mm(10倍試樣)刻劃一圓周線用沖點機沖點標記,將標距lo分成10格(上述過程只對低碳鋼拉伸試樣)。用游標卡尺在試樣等直段取三個有代表性的截面,沿互相垂直的兩個方向各測一次直徑,計算試樣的小原始橫截面面積,取三位有效數字。
②開機。萬能材料試驗機--->計算機--->打印機,每次開機后要預熱10min。
③安裝夾具。根據試樣情況選擇好夾具,若夾具已安裝到試驗機上,則對夾具進行檢查,并根據試樣的長度及夾具的間距設置好限位裝置。
④試驗。點擊試驗部分里的新試驗,選擇相應的試驗方案,輸入試樣的原始用戶尺寸。
⑤安裝試樣。
⑥進行試驗。按運行命令按鈕,設備將按照軟件設定的試驗方案進行試驗。試驗結束后取下試樣,吻合斷口,測量并記錄斷后標距長度z1和斷口小直徑d1,d1為縮頸小處兩個互相垂直方向的平均直徑。將量好的尺寸輸入到結果參數中,按“生成報告”按鈕將生成試驗報告。
⑦試驗結束關機:萬能材料試驗機--->打印機--->計算機。關閉所有電源。
對于液壓式萬能材料試驗機,安裝好試樣后,按下自動繪圖筆,平穩,緩慢地施加載荷,測力指針會指出載荷的變化,當測力指針停止轉動或回轉時,表明材料開始屈服,指針波動時達到的小載荷即為屈服點載荷F8,當載荷再次穩定上升時,表明材料已進入強化,可用較快的速度加載,當測力指針再度下降則標志著縮頸現象的開始,從動指針所指示的大載荷即為斷裂載荷Fb。當試樣斷裂后,關閉液壓泵電源,取下試樣,吻合斷口,測量并記錄斷后標距長度l1和斷口小直徑d1,d1為縮頸小處兩個互相垂直方向的平均直徑。
鑄鐵拉伸試驗因變形小,強度低造成測量上的困難,液壓式萬能材料試驗機控制加載速度比電子萬能材料試驗機復雜,關鍵是應保持載荷平穩、緩慢地上升至試樣斷裂,才能測到正確的Fb值。
(2)壓縮試驗
①測量試樣。用游標卡尺測量試b中部及兩端面上互相垂直的兩個方向的直徑,取算術平均值的小者作為原始直徑d0,測量試樣高度h。
②安裝試樣。將試樣放在試驗機下墊板的處。
③進行試驗。當試樣上表面接近試驗機上墊板時,應減慢活動臺上升的速度,否則會因載荷上升過快而無法觀察屈服點,對于鑄鐵試樣,緩慢加載直至破裂為止,停機后由從動指針讀出大載荷Fb,卸力后取下試樣,觀察變形及破壞形式。
4.數據處理
參照計算低碳鋼拉伸時的強度指標和塑性指標;鑄鐵在拉伸和壓縮時的強度指標。