拉力試驗機拉伸試驗的指標和試驗方法
測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗,,又稱抗拉試驗,。它是材料機械性能試驗的基本方法之一,,主要用于檢驗材料是否符合規(guī)定的標準和研究材料的性能,。
性能指標 拉伸試驗可測定材料的一系列強度指標和塑性指標,。強度通常是指材料在外力作用下抵抗產生彈性變形,、塑性變形和斷裂的能力,。材料在承受拉伸載荷時,當載荷不增加而仍繼續(xù)發(fā)生明顯塑性變形的現象叫做屈服,。產生屈服時的應力,,稱屈服點或稱物理屈服強度,用σS(帕)表示,。工程上有許多材料沒有明顯的屈服點,,通常把材料產生的殘余塑性變形為 0.2%時的應力值作為屈服強度,稱條件屈服極限或條件屈服強度,,用σ0.2 表示,。材料在斷裂前所達到的zui大應力值,稱抗拉強度或強度極限,,用σb(帕)表示,。
塑性是指金屬材料在載荷作用下產生塑性變形而不致破壞的能力,,常用的塑性指標是延伸率和斷面收縮率。延伸率又叫伸長率,是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長度同原始長度比值的百分數,用δ表示,。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后,,斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分數,用ψ表示,。
條件屈服極限σ0.2,、強度極限σb、伸長率 δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗經常要測定的四項性能指標,。此外還可測定材料的彈性模量E,、比例極限σp、彈性極限σe等,。
試驗方法 拉伸試驗在材料試驗機上進行,。試驗機有機械式、液壓式,、電液或電子伺服式等型式,。試樣型式可以是材料全截面的,也可以加工成圓形或矩形的標準試樣,。鋼筋,、線材等一些實物樣品一般不需要加工而保持其全截面進行試驗。試樣制備時應避免材料組織受冷,、熱加工的影響,,并保證一定的光潔度。
試驗時,,試驗機以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣,,試驗機可自動繪制出拉伸曲線圖。對于低碳鋼等塑性好的材料,,在試樣拉伸到屈服點時,,測力指針有明顯的抖動,可分出上,、下屈服點( 和),,在計算時,常取。材料的 δ和ψ可將試驗斷裂后的試樣拼合,,測量其伸長和斷面縮小而計算出來,。
拉伸曲線圖 由試驗機繪出的拉伸曲線,實際上是載荷-伸長曲線,,如將載荷坐標值
和伸長坐標值分別除以試樣原截面積和試樣標距,,就可得到應力-應變曲線圖。圖中op部分呈直線,,此時應力與應變成正比,,其比值為彈性模量,,Pp是呈正比時的zui大載荷,p點應力為比例極限σp,。繼續(xù)加載時,,曲線偏離op,直到 e點,,這時如卸去載荷,,試樣仍可恢復到原始狀態(tài),若過e點試樣便不能恢復原始狀態(tài),。e點應力為彈性極限σe。工程上由于很難測得真正的σe,常取試樣殘余伸長達到原始標距的0.01%時的應力為彈性極限,以σ0.01 表示,。繼續(xù)加載荷,,試樣沿es曲線變形達到s點,此點應力為屈服點σS或殘余伸長為 0.2%的條件屈服強度σ0.2,。過s點繼續(xù)增加載荷到拉斷前的zui大載荷b點,這時的載荷除以原始截面積即為強度極限σb,。在 b點以后,試樣繼續(xù)伸長,,而橫截面積減小,承載能力開始下降,直到 k點斷裂,。斷裂瞬間的載荷與斷裂處的截面的比值稱斷裂強度。