金属材料拉伸扭转疲劳试验机

一、产品介绍

FLPL金属材料拉伸扭转疲劳试验机用于金属材料复合材料等试件的拉伸疲劳、扭转疲劳、拉扭复合疲劳等试验。包括材料和零部件的拉伸、压缩、扭转、低周和高周疲劳试验。通过配置相应的附件和试验软件可用于各种材料的裂纹扩展、断裂力学以及其他各种力学试验。

二、主要技术参数：

2.1额定静态载荷试验力：±50KN、±100kN、±200KN力值可选，示值精度±1% ；

2.2额定动态载荷试验力：±25KN、±100kN力值可选，±2%FS

2.3 作动器振幅：±75mm，示值精度±0.5%FS；

2.4 静态扭矩：±500Nm、±1000Nm扭矩可选，全程不分档，在2-100%范围内，示值精度±1%。动态疲劳扭矩：±200Nm、±800Nm；

2.5 扭转角度：±50°；

2.6频率范围：0.01—50Hz；

27 控制器类型：多通道闭环控制；

2.8 主要试验波形：正弦波、三角波、矩形波、组合波；

2.9试验空间：按实际测试试件所需；

2.10 板试样的夹持范围：按试样规格；

2.11 圆试样夹持范围：按试样规格；

2.12高精度疲劳拉扭复合传感器；

2.13全数字动态伺服测控系统；

2.14高刚度疲劳试验机框架；

2.15优化的拉伸扭转疲劳试验机主机液压系统，具有压力稳定、启停平稳、安全可靠无泄漏；

2.16馥勒疲劳试验夹具夹持力可通过减压阀调节，减压压力范围可调。无级可调压力可适应小负载脆性材料和大负载塑性材料的加持。并能保证试验的可靠性；

2.17拉扭疲劳试验软件用于恒幅动态试验，例如低周疲劳试验，恒幅疲劳试验，恒幅疲劳裂纹扩展试验等；

2.18配置馥勒高低温试验系统或高温试验系统，可以实现高低温拉扭疲劳试验或高温拉扭复合试验等。

实验一---金属材料的拉伸实验

实验一 金属材料的拉伸实验 拉伸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，如弹性模量、强度、塑性等。 一．实验目的 1.测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力s σ和抗拉强度b σ。 2.测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。 3.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。 4.绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。 二．实验仪器、设备 1.电子万能试验机(或液压万能材料试验机)。 2.钢尺。 3.数显卡尺。 三、实验试样 按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。 夹持 过渡 (a) (b) 图1-1 试件的截面形式 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（l ）。标距（l 0）是待测部分的主体，其截面积为A 0。按标距（l 0）与其截面积（A 0）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例试样。按国家标准GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表1-1。 四．实验原理 （一）塑性材料弹性模量的测试：

在弹性范围内大多数材料服从虎克定律，即变形与受力成正比。纵向应力与纵向应变的比例常数就是材料的弹性模量E ，也叫杨氏模量。因此金属材料拉伸时弹性模量E 地测定是材料力学最主要最基本的一个实验。 测定材料弹性模量E 一般采用比例极限内的拉伸试验，材料在比例极限内服从虎克定律，其荷载与变形关系为： EA PL L ?= ? 若已知载荷ΔF 及试件尺寸，只要测得试件伸长ΔL 或纵向应变即可得出弹性模量E 。 ε ???=???= 1 )(000A P A L PL E 本实验采用引伸计在试样予拉后，弹性阶段初夹持在试样的中部，过弹性阶段或屈服阶段，弹性模量E 测毕取下，其中塑性材料的拉伸实验不间断。 （二）塑性材料的拉伸（低碳钢）： 图1-2所示是典型的低碳钢拉伸图。 当试样开始受力时，因夹持力较小，其夹持部分在夹头内有滑动，故图中开始阶段的曲线斜率较小，它并不反映真实的载荷—变形关系；载荷加大后，滑动消失，材料的拉伸 进入弹性阶段。 σ 1-2b 典型的低碳钢拉伸图 低碳钢的屈服阶段通常为较为水平的锯齿状（图中的B’-C 段），与最高载荷B’对应的应力称上屈服极限，由于它受变形速度等因素的影响较大，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。除此之外的其它最低点中的最小值（B 点）作为屈服强度σs ： σs = A P SL 当屈服阶段结束后（C 点），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（如D 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到D 点，以后的曲线基本与未经卸载的曲线重合。可见经过加载、卸载这一过程后，材料的比例极限和屈服极限提高了，而延伸率降低了，这就是冷作硬化。 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（E 点）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F 点后，试样断裂。材料的强度极限σb 为：

ASTM E8M-09 中文版 金属材料拉伸试验方法E8-09

金属材料拉伸试验的标准试验方法 1范围 1.1 本方法适用于室温下任何形状的金属材料的拉伸试验。特别是对于屈服强度、屈服点延伸率、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定。 1.2 对于圆形试样，标距长度等于直径的4倍【E8】或5倍【E8M】（对于E8和E8M，试样的标距长度是两个标准的最大区别，其他技术内容是一致的）。用粉末冶金（P/M）材料制成的试样无此要求，以保持工业要求的材料的压力至规定的设计面积和密度。 1.3 除本方法规定外，可对特殊材料制定单独的技术规范及试验方法，例如：试验方法和定义A370，试验方法B557，B557M。 1.4 除非另有规定，室温应定为10—38℃。 1.5 国际单位(SI)和英制单位相互独立，两个单位体系的数值并不完全相等，因此，它们应该独立使用。两个单位体系结合使用得到的数值与标准不符合。 1.6 本标准并不涉及所有安全的问题，如果有，也是与它的用途有关。在使用本标准前制定适当的安全和健康规范，确定使用的规章制度是本标准使用者的责任。 2参考文件 2.1 ASTM标准： A 356/A 356M 铸钢、碳素钢、低合金钢、不锈钢、蒸汽锅炉钢的产品规范 A370 钢产品力学性能试验方法及定义 B557 锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法 B557M锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法(公制) E4 试验机的力学校验方法 E6 力学性能试验方法相关术语

E29 用标准方法确定性能所得试验数据的有效位数的推荐方法 E83 引伸计的的校验及分级方法 E345 金属箔拉伸试验的测试方法 E691 实验室之间探讨确定试验方法精确度的实施指南 E1012 拉伸载荷下试样对中方法的确定 E1856 试验机计算机数据分析处理系统的使用指导 3 术语 3.1 定义——在E6中出现的有关拉伸测试的名词术语均可以用在该拉伸试验方法中。另外需补充以下术语： 3.1.1 不连续屈服——轴向试验中，由于局部屈服，在塑性变形开始的地方观察到力的停滞或起伏（应力-应变曲线不一定出现不连续）。 3.1.2 断后延伸率——由于断裂，使得施加的力突然降低，在此之前测得的延伸率。很多材料并不出现力突然降低的情况，这时断后延伸率通过测量力减小到最大力的10%时的应变值获得。 3.1.3 下屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，不考虑瞬时效应的情况，不连续屈服过程中记录的最小应力。 3.1.4 均匀延伸率（EL U[%]）——在试样出现缩颈、断裂或者二者都出现之前，所承受最大力时材料的延伸率为均匀延伸率。 3.1. 4.1 说明：均匀伸长率包括弹性延伸率和塑性延伸率。 3.1.5 上屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，伴随不连续屈服首此出现的应力最大值（首次出现零斜率时的应力）； 3.1.6 屈服点延伸率（YPE）——轴向试验中，不连续屈服过程中上屈服点（应力斜率为0时的转换/临界点）所对应得应变与均匀应变硬化转折点之间的应变差（用百分比表示）。若均匀应变硬化转折点超出应变范围，则YPE的终点是(a)(b)两条直线与横轴的交点： (a)应力—应变曲线的不连续屈服段，通过最后一个零斜率点的水平正切线； (b)应力—应变曲线的均匀应变硬化段的正切线。 若在屈服的地方或附近没有出现斜率为零的点，则材料的的屈服点延伸率为0%。

实验一金属材料的拉伸实验

拉伸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， 如 弹性模量、强度、塑性等。 一. 实验目的 1. 测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力 二s 和抗拉强度二b 。 2. 测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率 和断面收缩率’-：。 3. 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉 强度 ：「b 。 4. 绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形 式。 二. 实验仪器、设备 1. 电子万能试验机（或液压万能材料试验机）。 2. 钢尺。 3. 数显卡尺。 三. 实验试样 按照国家标准 GB6397 — 86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品 种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、 矩形截面试样、异形截面试样和不经机 加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。 对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准 GB6397 — 86。 图1-1试件的截面形式 试样分为夹持部分、过渡部分和待测部分（ I ）。标距（I 0）是待测部分的主体，其截面 积为A 。。按标距（I 。）与其截面积（A o ）之间的关系，拉伸试样可分为比例试样和非比例 试样。按国家标准 GB6397-86的规定，比例试样的有关尺寸如下表 1-1。 表1-1 试样 标距 | I 。, (mm) 截面积A 0 ,(mm 2 ) 圆形试样直径 d （mm ） 延伸率 比例 长 11.3 J A 。或 10 d 任意 任意 短 5.65 JA 。或 5 d 四. 实验原理 （一）塑性材料弹性模量的测试: 实验 金属材料的拉伸实验 夹持过渡 (b

实验1_金属材料拉伸实验

实验一金属材料拉伸实验 拉伸试验是检验金属材料力学性能普遍采用的一种极为重要的基本试验。 金属的力学性能可用强度极限σ b 、屈服极限σs、延伸率δ、断面收缩率Ψ 和冲击韧度α k 五个指标来表示。它是机械设计的主要依据。在机械制造和建筑工程等许多领域，有许多机械零件或建筑构件是处于受拉状态，为了保证构件能够正常工作，必须使材料具有足够的抗拉强度，这就需要测定材料的性能指标是否符合要求，其测定方法就是对材料进行拉伸试验，因此，金属材料的拉伸试验及测得的性能指标，是研究金属材料在各种使用条件下，确定其工作可靠性的主要工具之一，是发展新金属材料不可缺少的重要手段，所以拉伸试验是测定材料力学性能的一个基本试验。 一、实验目的 1、测定低碳钢在拉伸过程中的几个力学性能指标：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率Ψ。铸铁的σb 。 2、观察低碳钢、铸铁在拉伸过程中的各种现象，绘制拉伸图(P—ΔL图)由此了解试件变形过程中变形随荷载变化规律，以及有关的一些物理现象。 3、观察断口，比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能，及断口形貌。 二、实验设备仪器及量具 万能材料实验机，引伸仪，划线台，游标卡尺；小直尺。 三、试件 金属材料拉伸实验常用圆形试件。为了使实验测得数据可以互相比较，试件形状尺寸必须按国家标准GB228—76的规定制造成标准试件。如因材料尺寸限制等特殊情况下不能做成标准试件时，应按规定做成比例试件。图1为圆形截面标准试件和比例试件的国标规定。对于板材可制成矩形截面。园形试件标距L。和 直径之比，长试件为L 0／d ＝10，以δ 10 表示，短试件为L ／d =5以δs表示。 矩形试件截面面积A 0和标距L 之间关系应为

4.实验四 金属材料扭转实验

金属材料扭转实验 一、 实验目的 1. 测定低碳钢材料的剪切屈服极限s τ及剪切强度极限b τ。 2. 测定铸铁材料的剪切强度极限b τ。 3. 观察低碳钢和铸铁扭转变形过程中各种现象，比较两种材料试样断口破 坏特性。 二、 实验仪器设备 CTT500 微机控制扭转试验机、游标卡尺、低碳钢扭转试样和铸铁扭转试样 三、 实验原理 将材料试样装夹在扭转试验机的夹头上，实验时，扭转试验机的一个夹头固定不转，另一个夹头绕轴转动，从而对材料试样施加扭转载荷，使试样发生扭转变形，同时绘制出试样承受的扭矩T 与发生的变形扭转角φ的关系曲线（T –φ曲线）。 1. 低碳钢扭转实验 图 2-1-2 所示为低碳钢试样在扭转变形过程中的 T –φ关系曲线。由该曲线可得到低碳钢材料在整个扭转过程中所表现出来的力学性能，其主要特征如下：

在弹性变形的OA直线段。试样截面上扭矩T与扭转角φ成正比例关系，材料服从切变虎克定律，在该阶段可测定材料的切变模量G，试样横截面上剪应力沿半径线性分布如图 2-1-3（a）所示。 拉伸时有明显屈服现象的金属材料在扭转时同样存在屈服现象，只是由于扭转时试样截面上的应力分布不均匀，当试样表面材料屈服时，内部材料并未出现屈服，因此载荷的下降不是突然发生，故无拉伸时的初始瞬时效应。当扭矩保持恒定或在小范围内波动，而扭转角仍持续增加（曲线出现平台）时的扭矩称为屈服扭矩。 上屈服扭矩：屈服阶段中扭矩首次下降前的最大扭矩，称为上屈服扭T，如图 2-2-2 中所示。 矩，记为 su T，如下屈服扭矩：屈服阶段中的最小扭矩称为下屈服扭矩，记为 sL 图 2-2-2中所示。 本次实验中测定下屈服扭矩作为低碳钢扭转时的屈服扭矩 Ts，根据 τ。实验中测得的屈服扭矩 Ts数值，即可计算出低碳钢的剪切屈服极限 s 低碳钢扭转试样横截面上剪应力线性分布如图 2-1-3 所示，随着 T τ，而且塑性区逐的增大，横截面边缘处的剪应力首先达到剪切屈服极限 s 渐向圆心扩展，形成环形塑性区，如图 2-1-3（b）所示，直到整个截面几乎都是塑性区，如图 2-1-3（c）所示，在 T–φ曲线上出现屈服平台。

ASTM E8M-09 中文版 金属材料拉伸试验方法

金属材料拉伸试验的标准试验方法 1 范围 本方法适用于室温下任何形状的金属材料的拉伸试验。特别是对于屈服强度、屈服点延伸率、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定。 对于圆形试样，标距长度等于直径的4倍【E8】或5倍【E8M】（对于E8和E8M，试样的标距长度是两个标准的最大区别，其他技术内容是一致的）。用粉末冶金（P/M）材料制成的试样无此要求，以保持工业要求的材料的压力至规定的设计面积和密度。 除本方法规定外，可对特殊材料制定单独的技术规范及试验方法，例如：试验方法和定义A370，试验方法B557，B557M。 除非另有规定，室温应定为10—38℃。 国际单位(SI)和英制单位相互独立，两个单位体系的数值并不完全相等，因此，它们应该独立使用。两个单位体系结合使用得到的数值与标准不符合。 本标准并不涉及所有安全的问题，如果有，也是与它的用途有关。在使用本标准前制定适当的安全和健康规范，确定使用的规章制度是本标准使用者的责任。 2 参考文件 ASTM标准： A 356/A 356M 铸钢、碳素钢、低合金钢、不锈钢、蒸汽锅炉钢的产品规范 A370 钢产品力学性能试验方法及定义 B557 锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法 B557M锻、铸铝合金和镁合金产品的拉伸试验方法(公制) E4 试验机的力学校验方法

E6 力学性能试验方法相关术语 E29 用标准方法确定性能所得试验数据的有效位数的推荐方法 E83 引伸计的的校验及分级方法 E345 金属箔拉伸试验的测试方法 E691 实验室之间探讨确定试验方法精确度的实施指南 E1012 拉伸载荷下试样对中方法的确定 E1856 试验机计算机数据分析处理系统的使用指导 3 术语 定义——在E6中出现的有关拉伸测试的名词术语均可以用在该拉伸试验方法中。另外需补充以下术语： 3.1.1 不连续屈服——轴向试验中，由于局部屈服，在塑性变形开始的地方观察到力的停滞或起伏（应力-应变曲线不一定出现不连续）。 3.1.2 断后延伸率——由于断裂，使得施加的力突然降低，在此之前测得的延伸率。很多材料并不出现力突然降低的情况，这时断后延伸率通过测量力减小到最大力的10%时的应变值获得。 3.1.3 下屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，不考虑瞬时效应的情况，不连续屈服过程中记录的最小应力。 3.1.4 均匀延伸率（EL [%]）——在试样出现缩颈、断裂或者二者都出现之前， U 所承受最大力时材料的延伸率为均匀延伸率。 3.1. 4.1 说明：均匀伸长率包括弹性延伸率和塑性延伸率。 3.1.5 上屈服强度（LYS[FL-2]）——轴向试验中，伴随不连续屈服首此出现的应力最大值（首次出现零斜率时的应力）； 3.1.6 屈服点延伸率（YPE）——轴向试验中，不连续屈服过程中上屈服点（应力斜率为0时的转换/临界点）所对应得应变与均匀应变硬化转折点之间的应变差（用百分比表示）。若均匀应变硬化转折点超出应变范围，则YPE的终点是(a)(b)

金属材料 室温拉伸试验方法 GB

金属材料室温拉伸试验方法 GB/T 228-2002 金属材料室温拉伸试验方法 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T228-2002 eqv ISO 6892:1998 金属材料室温拉伸试验方法 Metallic materials——Tensile testing at ambient temperature 发布 GB/T228-2002 目次 前言Ⅲ ISO前言Ⅳ 1 范围1 2 引用标准1 3 原理1 4 定义1 5 符号和说明5 6 试样6 7 原始横截面积（So）的测定7 8 原始标距（Lo）标记7 9 试验设备的准确度7 10 试验要求8 11 断后伸长率（A）和断裂总伸长率（At）的测定8 12 最大力总伸长率（Agt）和最大力非比例伸长率（Ag）的测定9 13 屈服点延伸率（Ae）的测定9 14 上屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReH）和下屈服强度（ReL）的测定10 15 规定非比例延伸强度（Rp）的测定10 16 规定总延伸强度（Rt）的测定11 17 规定残余延伸强度（Rr）的验证方法11 18 抗拉强度（Rm）的测定11 19 断面收缩率（Z）的测定12 20 性能测定结果数值的修约14 21 性能测定结果的准确度14

22 试验结果处理15 23 试验报告15 附录A（标准的附录）厚度0.1mm～＜3 mm薄板和薄带使用的试样类型16 附录B(标准的附录)厚度等于或大于3mm板材和扁材以及直径或厚度等于或大于 4mm线材、棒材和型材使用的试样型17 附录C（标准的附表录）直径或厚度小于4mm线材、棒材和型材使作的试 样类型20 附录D（标准的附录）管材使用的试样类型21 附录E（提示的附录）断后伸长率规定值低于5%的测定方法24 附录F（提示的附录）移位方法测定断后伸长率24 附录G（提示的附录）人工方法测定棒材、线材和条材等长产品的最大力总伸长率25 附录H（提示的附录）逐步逼近方法测定规定非比例延伸强度（Rp）26 附录I（提示的附录）卸力方法测定规定残余延伸强度（Rr0。2）举例27 附录J（提示的附录）误差累积方法估计拉伸试验的测量不确定度28 附录K（提示的附录）拉伸试验的精密度—根据实验室间试验方案的结果31 附录L（提示的附录）新旧标准性能名称和符号对照34 GB/T228-2002 前言 本标准有效采用国际标准ISO 6892：1998《金属材料室温拉伸试验》。在主要技术内容上与ISO6892：1998相同，但部分技术内容较为详细和具体，编写结构不完全对应。补充性能测定结果数值的修约要求和试验结果处理。增加试样类型。删去附录F（提示的附录）计算矩形横截面试样原始标距用计算图尺；删去附录L（提示的附录）参考文献目录。增加附录H（提示的附录）逐步逼近方法测定规定非比例延伸强度（RP）；增加附录L（提示的附录）新旧标准性能名称和符号对照。 本标准合作并修订原国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》。对原标准在以下方面的技术内容进行了较大修改和补充： ——引用标准； ——定义和符号； ——试样； ——试验要求； ——性能测定方法； ——性能测定结果数值修约； ——性能测定结果准确度阐述。 自本标准实施之日起，代替GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》。 本标准的附录A∽D都是标准的附录。 本标准的附录E∽L都是提示的附录。 本标准由原国家冶金工业局提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会归口。

JIS-Z-2241：2011金属材料拉伸试验方法

目次 1 适用范围....................................................................................... .................................... . １ 2 规范性引用文件................................................................................................................ .... １ 3术语和定义............................................................................................................................... １ 4 符号和说明 (2) 5原理........................................................................................................................ ............. . (8) 6 试样 (18) 6.1形状及尺寸..................................................................................................... .. (18) 6.2试样种类............................................................................................... ......... . (18) 6.3试样加工..................................................................................................... .. (19) 7 原始横截面积的测定 (21) 8 原始标距的标记 (21) 9 试验设备的准确度 (22) 9.1试验机 (22) 9.2延伸计 (22) 10 试验条件 (22) 10.1试验零点的设定 (22) 10.2试样夹持方法 (22) 10.3试验速度 (23) 11 上屈服强度的测定 (24) 12 下屈服强度的测定 (25) 13 规定塑性延伸强度的测定 (25) 14 规定总延伸强度的测定 (25) 15 规定残余延伸强度的验证和测定 (25) 16 屈服点延伸率的测定 (26) 17 最大力塑性延伸率的测定 (26) 18 最大力总延伸率的测定 (26) 19 断裂总延伸率的测定 (26) 20 断后伸长率的测定 (27) 21 断面收缩率的测定 (28) 22试验报告 (28) 23测量不确定度 (29) 23.1一般 (29) 23．2试验条件 (29) 23.3试验结果 (29) 附录A(参考附录)计算机控制拉伸试验机使用的建议 (30) 附录B（规范性附录）厚度0.1mm～<3mm 薄板和薄带使用的试样类型 (31) 附录C(规范性附录)直径或厚度小于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (34) 附录D(规范性附录)厚度等于或大于3mm 板材和扁材以及直径或厚度等于或大于4mm 线材、棒材和型材使用的试样类型 (35) 附录E (规范性附录)管材使用的试样类型 (43) 附录F(参考附录)考虑试验机柔度估计的横梁分离速率 (46)

金属材料力学性能实验报告

金属材料力学性能实验报告 姓名：班级：学号：成绩： 实验名称实验一金属材料静拉伸试验 实验设备1）电子拉伸材料试验机一台，型号HY-10080 2）位移传感器一个； 3）刻线机一台； 4）游标卡尺一把； 5）铝合金和20#钢。 试样示意图 图1 圆柱形拉伸标准试样示意图 试样宏观断口示意图 图2 铝合金试样常温拉伸断裂图和断口图 （和试样中轴线大约成45°角的纤维状断口，几乎没有颈缩，可以知道为切应力达到极限，发生韧性断裂）

图3 正火态20#钢常温拉伸断裂图和断口图 （可以明显看出，试样在拉断之后在断口附近产生颈缩。断口处可以看出有三个区域：1.试样中心的纤维区，表面有较大的起伏，有较大的塑性变形；2.放射区，表面较光亮平坦，有较细的放射状条纹；3.剪切唇，轴线成45°角左右的倾斜断口） 原始数据记录 表1 正火态20#钢试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 左 中 右 平均值 9.90 10.00 10.00 9.97 9.92 10.00 10.00 10.00 10.00 9.92 左 中 右 平均值 8.70 8.72 8.68 8.69 8.68 8.70 8.70 8.64 8.72 8.70 表2 时效铝合金试样的初始直径测量数据（单位：mm ） 两试样的初始标距为050 L mm 。 表3 铝合金拉断后标距测量数据记录（单位：mm ） AB BC AB+2BC 平均 12.32 23.16 58.64 58.79 24.02 17.46 58.94 测量20#钢拉断后的平均标距为u L =69.53 mm ，断口的直径平均值为u d =6.00 mm 。 测量得到铝合金拉断后的断面直径平均值为7.96mm 。

T.金属材料的常用试验标准.

T．金属材料的常用试验标准： GB2280—87（金属拉伸-旧） GB228-2000（金属拉伸-新） GB7314-87（金属压缩） GB/T14452-93（金属弯曲） GB/T232-1999（金属弯曲） GB10120-1996（金属松弛）） GB/T4338-1995（金属高温拉伸） GB5027-85（金属薄板r值） GB5028-85（金属薄板n值） GB3355-82（纵横剪切） GB8653-1988（金属杨氏模量的测定方法） GB3851-83（硬质合金横向断裂强度的测定） HB5143-96（金属拉伸） HB5195-96（金属高温拉伸） HB5280-96（金属箔材拉伸） HB5177-96（金属丝材拉伸） HB5145-96（金属管材拉伸） ASTM E8-99（美标金属拉伸） ASTM E290-97a（美标金属弯曲） JIS Z2241-1998（日标金属拉伸） JIS Z2248-1998（日标金属弯曲） BS 4483-1985（英标金属拉伸） BS 1639：1964（英标金属弯曲） DIN 50125-1991（德标金属拉伸） DIN 50111-1987（德标金属弯曲） ISO 6892-1998 （E）（国际标准金属拉伸） ISO 7348-1985 （E）（国际标准金属弯曲） 橡胶材料常用试验标准： GB/T528-92（橡胶拉伸试验） GB/T529-1999（硫化橡胶或热塑橡胶撕裂强度测定） GB530-81（硫化橡胶撕裂强度的测定方法） GB1684-85（硫化橡胶短时间静压缩试验方法） GB9871-88（硫化橡胶老化性能的测定-拉伸应力松弛试验）GB/T15254-94（硫化橡胶与金属粘接180度剥离试验）GB/T1701-2001（硬质橡胶拉伸强度和拉断伸长率的测定）GB/T2438-2002（硬质橡胶压碎强度的测定） GB/T1696-2001（硬质橡胶弯曲强度的测定） GB11211-89（硫化橡胶与金属粘合强度的测定方法） HG4-852-81（硫化橡胶与金属粘接扯离强度的测定方法）HG4-853-81（硫化橡胶与金属粘接剪切强度的测定方法）HG/T2580-94橡胶拉伸强度和断裂伸长率的测定） GB/T13936-92（硫化橡胶与金属粘接拉剪强度的测定方法）GB/T1700-2001（硬质橡胶抗剪强度的测定）

金属材料的拉伸试验报告

金属材料的拉伸试验 [实验目的] 1、测定低碳钢的下屈服强度R eL 、抗拉强度R m 、断后伸长率A 和断面收缩率Z 。 2、测定铸铁的抗拉强度R m 和断后伸长率A 。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象）。 4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。 [实验设备] 万能试验机、游标卡尺、低碳钢和铸铁的标准试样等 [实验原理] 按我国目前执行的国家GB/T 228—2002标准——《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。 将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力，直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图。 试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL 主要是整个试样的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 [实验步骤] 1、试样准备： 用游标卡尺测量标距两端和中间三个横截面处的直径，在每一横截面处沿相互垂直的两个方向各测一次取其平均值，用三个平均值中最小者计算试样的原始横截面积S 0。 2、试验机准备： 根据低碳钢的抗拉强度R m 和试样的原始横截面积S 0估计试验所需的最大荷载，并据此选择合适的量程，配上相应的砝码砣，做好试验机的调零等准备工作。 （a ）低碳钢拉伸曲线图 （b ）铸铁拉伸曲线图

3、装夹试样： 先将试样安装在试验机的上夹头内，再移动试验机的下夹头使其达到适当位置，并把试样下端夹紧，应尽量将试样的夹持段全部夹在夹头内，并且上下要对称。完成此步操作时切忌在装夹试样时对试样加上了荷载。 4、检查试车： 启动试验机，预加少许荷载后，卸载回至零点，以检查试验机工作是否正常。同时消除试样在夹头中的滑移对绘制拉伸图曲线的影响。 5、进行试验： 开动试验机使之缓慢匀速加载，并注意观察示力指针的转动、自动绘图的情况和相应的试验现象，继续加载，观察试样的颈缩现象，直至试样断裂停车。记录所加的最大荷载F m。 6、试样断后尺寸测定： 取出试样断体，观察断口情况和位置。将试样在断裂处紧密对接在一起，测量断后试样长度，计算断后最小横截面积S u。 7、归整实验设备： 卸回油缸中的液压油，清理试验现场和所用仪器设备，并将所用的仪器设备全部恢复原状。 [实验数据记录]

实验1-金属材料的拉伸实验

实验一 金属材料的拉伸实验 一、试验目的 1．测定低碳钢（Q235 钢）的强度性能指标：下屈服强度sL σ（eL R ）和抗拉强度b σ（m R ）。 2．测定低碳钢（Q235 钢）的塑性性能指标：断后伸长率δ（A ）和断面收缩率ψ（Z ）。 3．测定灰铸铁（HT250）的强度性能指标：抗拉强度b σ（m R ）。 4．观察、比较低碳钢（Q235 钢）和铸铁两种材料的力学性能、拉伸过程及破坏现象。 5. 学习试验机的使用方法。 二、设备和仪器 1．WEW-600B 型电液式万能试验机。 2．游标卡尺、钢板尺 三、试样 国标GB/T228-2002采用直径d 0=10mm （名义尺寸）的圆形截面长比例试样。 四、实验原理 1）低碳钢（Q235 钢）的拉伸实验 将试样安装在试验机的上下夹头中，连接试验机和微机的数据线，启动试验机对试样加载，微机自动绘制出载荷位移曲线。观察试样的受力、变形直至破坏的全过程。 屈服阶段反映在F l -?曲线图上为一水平波动线。上屈服力su F 是试样发生屈服而载荷首次下降前的最大载荷。下屈服力sL F 是试样在屈服期间去除初始瞬时效应（载荷第一次急剧下降）后波动最低点所对应的载荷。最大力b F 是试样在屈服阶段之后所能承受的最大载荷。相应的强度指标由以下公式计算： 图1-1 试样 图1-2 低碳钢的拉伸曲线

下屈服强度sL σ（eL R ）： sL sL 0 F A σ= (1-2 ) 抗拉强度b σ（m R ）： b b 0 F A σ= （1-3） 测量断后的标距部分长度u l 和颈缩处最小直径d u ，按以下两式计算其主要塑性指标： 断后伸长率δ（A ）： 100%u l l l δ-= ? （1-4） 式中0l 为试样原始标距长度，l 为试样断后的标距部分长度。 断面收缩率ψ（Z ）： 00 100%u A A A ψ-= ? （1-5） 式中0A 和u A 分别是原始横截面积和断后最小横截面积。 移位法（亦称为补偿法）测定断后的标距部分长度u l 。 在长段上从断口O 点起取长度基本上等于短段格数的一段得B 点，再由B 点起取等于长段所余格数（偶数）之半得C 点（见图1-3a ）；或取所余格数（奇数）减1与加1之半得C 与C 1点（见图1-3b ）；移位后的L 1分别为：AO +OB +2BC 或者AO +OB +BC +BC 1 。 2）铸铁的拉伸实验 铸铁拉伸时没有屈服阶段，断口为平端 口，只能测得其抗拉强度。据试样所能承受的最大力值F b ，计算铸铁抗拉强度b σ（m R ）： b b 0 F A σ= （1-6） 图1-4铸铁拉伸 (a) (b) 图1-3 移位法测定断后标距

金属材料扭转试验报告

实验二 扭转实验 一、实验目的 1.测定低碳钢扭转时的强度性能指标：扭转屈服应力s τ和抗扭强度b τ。 2.测定灰铸铁扭转时的强度性能指标：抗扭强度b τ。 3.绘制低碳钢和灰铸铁的扭转图，比较低碳钢和灰铸铁的扭转破坏形式。 二、实验设备和仪器 1.扭转试验机。 2.计算机 3.游标卡尺。 三、实验试样 按照国家标准GB10128—88《金属室温扭转试验方法》，金属扭转试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样和管形截面试样两种。其中最常用的是圆形截面试样，如图1-1a 所示。通常，圆形截面试样的直径mm 10=d ，标距d l 5=或d l 10=，平行部分的长度为mm 20+l 。若采用其它直径的试样，其平行部分的长度应为标距加上两倍直径。试样头部的形状和尺寸应适合扭转试验机的夹头夹持。 由于扭转试验时，试样表面的切应力最大，试样表面的缺陷将敏感地影响试验结果，所以，对扭转试样的表面粗糙度的要求要比拉伸试样的高。对扭转试样的加工技术要求参见国家标准GB10128—88。 四、实验原理与方法 1. 测定低碳钢扭转时的强度性能指标 试样在外力偶矩的作用下，其上任意一点处于纯剪切应力状态。随着外力偶

矩的增加，测矩盘上的指针会出现停顿，这时指针所指示的外力偶矩的数值即为屈服力偶矩es M ，低碳钢的扭转屈服应力为 p es s 43W M = τ 式中：16/3p d W π=为试样在标距内的抗扭截面系数。 在测出屈服扭矩s T 后，改用电动加载，直到试样被扭断为止。测矩盘上的从动指针所指示的外力偶矩数值即为最大力偶矩eb M ，低碳钢的抗扭强度为 p eb b 43W M = τ 对上述两公式的来源说明如下： 低碳钢试样在扭转变形过程中，利用机上的自动绘图装置绘出的?-e M 图如图1-6所示。当达到图中A 点时，e M 与?成正比的关系开始破坏，这时，试样表面处的切应力达到了材料的扭转屈服应力s τ，如能测得此时相应的外力偶矩 ep M ，如图1-7a 所示，则扭转屈服应力为 p ep s W M = τ 经过A 点后，横截面上出现了一个环状的塑性区，如图1-7b 所示。若材料的塑性很好，且当塑性区扩展到接近中心时，横截面周边上各点的切应力仍未超过扭转屈服应力，此时的切应力分布可简化成图1-7c 所示的情况，对应的扭矩s T 为

JIS Z 2241-1998 金属材料拉伸试验方法(中文版)

日本工业标准JIS JIS Z 2241-1998 导言本日本工业标准是基于ISO 6892:1984金属材料――拉伸试验，通过翻译国际标准的相应部分制定而成，对国际标准的技术内容未作修改。在这次修订中，把应力速率的上限规定为50％/min，为的是和国际标准保持一致。本标准也规定了应力速率为＞50％/min～80％/min内容，为的是和日本工业标准的材料和产品标准保持一致。 1 适用范围此日本工业标准规定了金属材料拉伸试验方法。 注：以下标准为相应的国际标准： ISO 6892:1984金属材料――拉伸试验 2 引用标准本标准在条文中适当处引用了下列标准中的条款。应该引用下列标准的最新版本。 JIS B 7721 拉力试验机应力测量系统的校验 JIS B 7741 单轴试验用引伸计的标定 JIS G 0202 铁和钢术语（试验） JIS Z 2201 金属材料的拉伸试验试样 JIS Z 8401 数字修约规则 3 定义JIS G 0202中规定相关定义和以下定义适用于本标准： a)标距【gauge length】测量伸长用的试样圆柱或棱柱部分的长度。 1)原始标距【original gauge length(L o)】施力前的试样标距。 2)断后标距【final gauge length(L u)】试样断裂后的标距。 b)引伸计标距【extensometer gauge length(L e)】用引伸计测量试样伸长时所用试样的平行长 度部分长度（这个长度不同于L o，应该比b、d或管状试样的外径大，但是要比试样平行长度部分短。 这里，b：板状试样平行部分的宽度，或从管材轴向上截取的试样的平均宽度，或棒状试样的宽度。 d：圆形截面试样的直径。 c)伸长【elongation】试验期间任一时刻原始标距的增量。 d)伸长率(%)【percentage elongation】原始标距的伸长与原始标距(L o)之比的百分率。 1)残余延伸率(%)【percentage permanent elongation】卸载后原始标距的伸长与原始标距 (L o)之比的百分率。 2)断后伸长率(%)【percentage elongation after fracture(A)】断后标距的残余伸长（L u －L o）与原始标距（L o）之比的百分率。 备注 1 对于比例试样，若比例系数不为5.65，符号A应附以下脚注说明所使用的比例系数。 2 对于非比例试样，符号A应附以下脚注说明所使用的原始标距，以毫米（mm）表示。 3)断裂总伸长率(%)【percentage total elongation at fracture(A t)】断裂时刻原始标距 的总伸长（弹性伸长加塑性伸长）与原始标距(L o)之比的百分率。 4)最大力伸长率(%)【percentage elongation at maximum force】最大力时原始标距的伸 长与原始标距（L o）之比的百分率。应区分最大力总伸长率（A gt）和最大力非比例伸长率 （A g）。

金属材料室温拉伸试验方法注意事项

金属材料室温拉伸试验方法注意事项 1.引言 国家标准GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》已于2002年颁布实施。这一新国家标准是合并修订国家标准GB/T228-1987《金属拉伸试验方法》、GB/T3076-1982《金属薄板（带）拉伸试验方法》和GB/T6397-1986《金属拉伸试验试样》三个标准为一个标准，它等效采用了国际标准ISO6892：1998《金属材料室温拉伸试验》，也是GB/T228第三次修订。GB/T228-2002包括的技术内容和要求与原三个标准有较大的不同，尤其在性能名称和符号、抗拉强度定义、试验速率、性能结果数值的修约方面变动较大。而且，新标准中增加了引用标准和关于试验方法准确度方面阐述的内容。为了更好地贯彻实施GB/T228-2002，将该标准的要点和实施中需注意之点说明如下。 2.GB/T228-2002标准的适用范围 标准适用于金属材料（包括黑色和有色金属材料，但不包括金属构件和零件）室温拉伸性能的测定，试样或产品的横截面尺寸≮0.1mm。对于小横截面尺寸的金属产品，例如金属箔、超细丝和毛细管等的拉伸试验需要双方协议。其原因在于：①横截面小的产品，按照标准中建议的量具分辨力要求不能满足附录A和附录C规定横截面测定准确度在±1%和±2%以内的要求。②试样标距采用常规的划细线、打小冲点等方法进行标记不可行。③常用的引伸计不适用于此类型产品试样的试验。试样的夹持方法需要特殊夹头等。3.室温的温度范围 标准中规定室温的温度范围为10-35℃，超出这一范围不属于室温。对于材料在这一温度范围内性能对温度敏感而采用更严格的温度范围试验时，应采用23±5℃的控制温度。上述10-35℃的温度范围实质是指容许的试样温度范围，只要试样的温度是在这规定的室温范围内便符合标准要求。 4.标准中的引用标准 标准中的第二章引用了6个国家标准，即： GB/T2975-1998钢及钢产品力学性能试验取样位置和试样制备（eqv ISO377：1997） GB/T8170-1987数值修约规则 GB/T12160-2002单轴试验用引伸计的标定（idt ISO9513：1999） GB/T16825-1997拉力试验机的实验（idt ISO7500—1：1986） GB/T17600.1—1998钢的伸长率换算第1部分：碳素钢和低合金钢（eqv ISO2566—1：1984） GB/T17600.2—1998钢的伸长率换算第2部分：奥氏体钢（eqv ISO2566—2：1984） 标准中通过注日期引用的这6个国家标准是构成GB/T228—2002标准本身不可缺少的部分，应遵照被引用的6个标准中的相关规定和要求，其中被引用的5个标准分别等同和等效相应的国际标准。目前，GB/T8170—1987《数值修约规则》还没有相对应的国际标准。 5.性能和术语定义 5．1性能定义 为了与国际接轨，性能的定义按照国际标准的规定。与原GB/T228—1987相比较，屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异，其他性能的定义无实质性差异。 新标准将抗拉强度定义为相应最大力（Fm）的应力，而最大力（Fm）定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力；对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。按照这一定义，如图1所示的拉伸曲线，最大力应为曲线上的B点，而不是旧标准中的取其A点的力（上屈服力）计算抗拉强度。新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同，前者是泛指上、下屈服强度性能；而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能，也特指单一屈服状态的屈服点性能（ζs）。因为新标准已将旧标准中的屈服点性能ζs归入为下屈服强度ReL（见标准中的图2d）。所以，新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能（ζs）相对应的性能定义。也就是说新标准定义的下屈服强度ReL包含了ζs和ζsL两种性能。5．2术语

实验二金属材料地压缩试验1

实验二金属材料的压缩试验 实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的 二、实验设备和仪器 三、实验数据及处理 材料 直径d o（mm）高度 l(mm) L d o 截面积A0 (mm 2 ) 屈服载荷 F s (K N) 最大载荷 F b (K N) 1 2 平均 低碳钢铸铁

载荷一变形曲线（F—△l曲线）及结果 材料低碳钢铸铁F—△l曲线 断口形状 实验结果屈服极限ós=屈服极限ób= 四、问题讨论 （1）观察铸铁试样的破坏断口，分析破坏原因； （2）公析比较两种材料拉伸和压缩性质的异同。

金属村翻盖的压缩试验 原始试验数据记录 实验指导老师： 200 年月日

实验四金属扭破坏实验、剪切弹性模量测定 实验时间：设备编号：温度：湿度一、实验目的 二、实验设备和仪器 三、实验数据及处理 弹性模量E= 泊松比μ= 实验前 材料标距 L0（mm） 直径d0（mm）平均极惯 性矩I p （mm4） 最小抗扭 截面模量 W T （mm3）截面I 截面II 截面III 1 2 平均 1 2 平均 1 2 平均 低碳钢铸铁

低碳钢钢剪切弹性模量测定 扭矩T（K N）扭转角（rad）扭转角度增量（rad）△φT0= T1 T2 T0 T3 T4 T5 △T= 理论值相对误差 截荷-变形曲线（F-△l曲线及结果） 材料低碳钢铸铁 T—φ曲线 断口形状 实验记录屈服扭矩T s 破坏扭矩T b 破坏扭矩T b 实验结果屈服极限t s 强度极限t b

四、问题讨论 （1）为什么低碳钢试样扭转破坏断面与横截面重合，而铸铁试样是与试样轴线成450螺旋断裂面？ （2）根据低碳钢和铸铁拉伸、压缩、扭转试验的强度指标和断口形貌，分析总结两类材料的抗拉、抗压、抗剪能力。