金屬材料靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果.docx

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1、金屬材料靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備：電子拉伸材料試驗(yàn)機(jī)試樣1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表1試樣的原始始直徑測(cè)量數(shù)據(jù)（單位：毫米）左中右平均值鋁合金9.939.949.939.9279.919.939.9220#鋼9.9910.009.999.99510.009.9910.00鋁合金L0=66.00mm斷后的平均標(biāo)距為=72.70mm拉斷后的斷面直徑平均值9.428mm20#鋼L0=79.97mm斷后的平均標(biāo)距為=105.01mm斷口的直徑平均值為=5.83mm數(shù)據(jù)處理1、20#鋼（正火態(tài)）試樣（有明顯屈服平臺(tái)的材料）20#鋼正火材料試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線見下圖。讀圖可得Rel(屈服

2、平臺(tái)的屈服強(qiáng)度),Rm（抗拉強(qiáng)度）2、鋁合金試樣（不具明顯的屈服平臺(tái)）鋁合金材料試樣常溫拉伸實(shí)驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖。由于鋁合金材料不具有明顯的物理屈服平臺(tái)，其屈服強(qiáng)度一般定義為“規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度”。即在橫軸上取應(yīng)變?yōu)?.2%的點(diǎn)（紅色線條），對(duì)應(yīng)的應(yīng)力即為鋁合金的屈服強(qiáng)度。所得結(jié)果綜合如下表：宏觀斷口圖：20鋼：20#鋼試樣在拉斷之后，斷口附近明顯產(chǎn)生頸縮。斷口處可以看出有三個(gè)區(qū)域：1.試樣中心的纖維區(qū)，表面有較大的起伏，有較大的塑性變形；2.放射區(qū)，表面較光亮平坦，有較細(xì)放射狀條紋；3.剪切唇，軸線成45°角左右的傾斜斷口鋁：斷口為和試樣中軸線大約成45

3、°角的纖維狀斷口，沒有頸縮，應(yīng)該為為切應(yīng)力達(dá)到極限，發(fā)生韌性斷裂思考題1：提高金屬材料屈服強(qiáng)度的方法：影響屈服強(qiáng)度的內(nèi)在因素有：??結(jié)合鍵、組織、結(jié)構(gòu)、原子本性。如將金屬的屈服強(qiáng)度與陶瓷、高分子材料比較可看出結(jié)合鍵的影響是根本性的。從組織結(jié)構(gòu)的影響來(lái)看，可以有四種強(qiáng)化機(jī)制影響金屬材料的屈服強(qiáng)度，這就是：(1)固溶強(qiáng)化；??(2)形變強(qiáng)化；??(3)沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化；??(4)晶界和亞晶強(qiáng)化。??沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化是工業(yè)合金中提高材料屈服強(qiáng)度的最常用的手段。在這幾種強(qiáng)化機(jī)制中，前三種機(jī)制在提高材料強(qiáng)度的同時(shí)，也降低了塑性，只有細(xì)化晶粒和亞晶，既能提高強(qiáng)度又

4、能增加塑性。??影響屈服強(qiáng)度的外在因素有：??溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)。隨著溫度的降低與應(yīng)變速率的增高,材料的屈服強(qiáng)度升高，尤其是體心立方金屬對(duì)溫度和應(yīng)變速率特別敏感，這導(dǎo)致了鋼的低溫脆化。應(yīng)力狀態(tài)的影響也很重要。思考題2：為什么材料的塑性要以延伸率和斷面收縮率衡量？它們的工程意義是什么？答：為了確定材料的塑性變形能力以及量化比較其塑性變形能力，而且保證塑性的度量標(biāo)準(zhǔn)真正反映材料本身的塑性好壞，而不受試樣的長(zhǎng)度和幾何形狀的影響，故采用延伸率和斷面收縮率這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。斷后延伸率越大，斷面收縮率越大，材料的塑性就越好，反之相反。而且實(shí)驗(yàn)表明：斷面收縮率和材

5、料的缺口敏感度有一定的關(guān)系，斷面收縮率較低時(shí)，材料就對(duì)缺口比較敏感