5分鐘教會你，金屬材料的拉伸試驗怎么做？

材料的力學性能實驗是工程中廣泛應用的一種實驗，它為機械制造、土木工程、冶金工程及其他各工業(yè)部門等提供材料的力學性能參數，方便工程技術人員合理地選用各種材料，同時也保證了機器（結構）及其零件（構件）的安全工作。下面__【科準測控】__小編就給大家分享一下金屬材料的拉伸試驗怎么做？本文將從試驗目的、測試設備、試樣制備、試驗原理以及試驗步驟這幾點來給大家介紹！

一、實驗目的

(1)測定低碳鋼拉伸時的強度及塑性性能指標:下屈服強度、抗拉強度m斷后伸長率A斷面收縮率 Z。

(2) 測定灰鑄鐵拉伸時的強度性能指標:抗拉強度 m。

(3)比較低碳鋼與灰鑄鐵在拉伸時的力學性能和破壞形式。

二、實驗設備和儀器

(1)電子萬能試驗機。

科準測控5噸電子萬能試驗機

(2) 游標卡尺。

三、實驗試樣

根據國家標準 GB/T 228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗 第 1部分:溫試驗方法》，金屬拉伸試樣隨著產品的品種、規(guī)格及試驗目的的不同，其橫截面形狀可分為圓形、矩形、多邊形、環(huán)形等，特殊情況下也可以為某些其他形狀，其中最常用的是圓形截面試樣和矩形截面試樣。

如圖 1-1 所示，圓形截面試樣和矩形截面試樣均由平行、過渡和夾持三部分組成。試樣平行部分的長度記為Lc，對于未經加工的試樣，平行長度即為兩夾頭之間的距離。試樣的原始標距Lo與橫截面面積So之間滿足關系的試樣稱為比例試樣，不滿足的則為非比例試樣。k值一般取5.65，且原始標距應不小于15mm。當試樣橫截面面積過小時，眾值可取11.3，或者采用非比例試樣。試樣過渡部分以圓弧與平行部分光滑地連接，以保證試樣斷裂時的斷口在平行部分。夾持部分稍大，其形狀和尺寸根據試樣大小、材料特性、試驗目的及萬能試驗機的夾具結構進行設計。試樣的形狀、尺寸和加工的技術要求參見國家標準GB/T228.1—2010。

1. 實驗原理
2. 低碳鋼拉伸

低碳鋼是典型的塑性材料，其拉伸過程大致分為四個階段，即彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段。根據圖1-2可以測定低碳鋼拉伸彈性模量E、下屈服載荷Fel，以及最大載荷Fn。

圖1-2中，Lo為試樣的原始標距，Lu為試樣的斷后標距，So為試樣的原始橫截面面積，Su為試樣斷裂后的最小橫截面面積。試樣的塑性變形集中產生在頸縮處，并向兩邊逐漸減小。因此，斷口的位置不同，標距Lo部分的塑性伸長量也不同。若斷口在試樣的中部，則發(fā)生嚴重塑性變形的頸縮段全部在標距長度內，標距長度就有較大的塑性伸長量；若斷口離標距端很近，則發(fā)生嚴重塑性變形的頸縮段只有一部分在標距長度內，另一部分在標距長度外，在這種情況下，標距長度的塑性伸長量就較小。因此，斷口的位置對所測得的斷后伸長率有影響。為了避免這種影響，國家標準對斷后標距Lu的測定做了如下規(guī)定：測量時，兩段在斷口處應緊密對接，盡量使兩段的軸線在一條直線上。若斷口處有縫隙，則此縫隙應計入Lu內；如果斷口在標距長度以外，或者雖在標距長度之內，但離標距端的距離小于2d，則實驗無效。

彈性模量E的測定：材料在線彈性范圍內，其應力σ、應變ε成正比關系，即

2.灰鑄鐵拉伸

灰鑄鐵拉伸過程比較簡單，可近似認為經彈性階段直接過渡到斷裂階段，沒有屈服現象和頸縮現象，具體如圖1-3所示。斷后伸長率和斷面收縮率極小，灰鑄鐵的抗拉強度遠低于它的抗壓強度，是典型的脆性材料。

五、實驗步驟

（1）測量試樣的尺寸。選取試樣，每組一根低碳鋼、一根灰鑄鐵，可聽音判別材質，并擦拭干凈；用游標卡尺測量試樣的直徑和標距，并記錄數據。

（2）拉伸試樣。按操作規(guī)程使用電子萬能試驗機拉伸試樣，觀察材料在拉伸時的現象，直至試樣被拉斷，記錄載荷數據。

（3）測量試樣斷后尺寸。取下試樣，將斷口吻合壓緊，用游標卡尺量取斷后直徑和標距。（4）利用電子萬能試驗機開展實驗。具體操作規(guī)程如下：①開機，打開試驗機主開關，然后打開計算機，進入操作界面。

②根據試樣的形狀、尺寸更換合適的夾具。

③通過門柱上的控制盒，移動上橫梁到合適位置。先裝好上夾頭，然后移動橫梁，裝下夾頭。

④在計算機軟件中新建試樣，輸入試樣信息。試樣編號：低碳鋼XY1，灰鑄鐵XY2（X為批次，Y為組次）。

⑤選擇合適的速度。將位移和時間清零，點擊界面上的“力清零”，然后開始拉伸。對于低碳鋼，材料屈服前可采用2～5mm/min的速度；材料進入強化階段后，用速度滑塊均勻加速到10～20mm/min。對于其他材料，按照相應標準所規(guī)定的速度進行實驗。

⑥試樣斷裂后，保存實驗數據和結果，生成報告；然后在計算機軟件中進行實驗分析→實驗報告→獲取拉伸圖形和載荷數據。

⑦取下試樣，進行下一個試樣的實驗。

以上就是__【科準測控】__小編分享的金屬材料的拉伸試驗了，本文包含了金屬材料的拉伸試驗目的、試驗設備、試樣制作、測試原理及試驗方法，十分詳細，希望能給大家提供幫助。如果您對金屬材料拉伸試驗、電子萬能試驗機或者本文內容等有什么不明白的問題，歡迎給我們私信，科準的技術團隊也會為您免費解答疑惑！

審核編輯 黃昊宇