实验六金属薄板拉伸试验.doc

实验六 金属薄板拉伸试验一、 目的通过拉伸试验确定金属薄板的力学性能，如屈服应力（σs）、抗拉强度（σb）、屈强比（σs/σb），均匀延伸率（δu）、总延伸率（δk）、应变硬化指数（n）、塑性应变比（及）、凸耳参数（△）并绘制硬化曲线二、设备及工具拉力试验机、千分尺、游标卡尺、直尺等三、试样可以使用图1、图2中所示两种形状试样中的任一种，应在金属薄板平面上与轧制方向成0°、45°和90°三个方向切取试样试样厚度应当均匀，在标距长度内厚度变化不应大于0.01mm时，应不大于公称厚度的1%切取样坯和机加工试样时，应防止因加工硬化或热影响而改变材料的性能图1-1号样图1-2号样可用维氏金刚石压头或其它工具刻划标距点标距点应位于试样的轴线上，并对称于平行长度部分的中心四、试验步骤和数据处理将试样夹紧在试验机的夹头内，调整好测力刻度和载荷——伸长曲线记录装置夹头的移动速度应在0.5~20mm/min范围内，并应保持加载速度恒定记录产生屈服时的载荷Fs和最大载荷Fmax，并根据载荷——伸长曲线，进行数据处理后，便可确定板材的σs、σb、σs/σb、δu、δk1、确定板材σs、σb、σs/σb、δu、δkσs、σb及σs/σb由下式确定：σs=或σ0。

2=（MPa）σb=（MPa）式中Fs——屈服时的载荷 ，N； F0.2——相对伸长为0.2时的载荷，N； Fmax——拉伸最大载荷，N； A0 ——试样原始横截面积，mm2δu及δk由下式确定： δu=δk=式中 ——试样原始标距长度，mm；——试样产生细颈时的标距长度，mm；——试样断裂时的标距长度，mm2、绘制加工硬化曲线对试验得到的拉伸曲线（图3）进行坐标变换：图3 拉伸F-△L（σ-ε）曲线横坐标变换为对数应变∈=ln= lnln(1+ε) （1）纵坐标变换为真实应力 （2）式中 ∈——对数应变（真实应变）； ε——相对应变，ε=△L/L0；△L——试样标距的伸长，mm；S——真实应力，N/mm2；σ0——名义应力，N/mm2；绘制方法如下：在拉伸曲线的横坐标取若干个△L，再找到相应的载荷F值，根据式（1）和式（2）计算出相应的S和∈值，即可绘制出加工硬化曲线（产生细颈前的均匀拉伸阶段）3、求硬化指数n值多数金属材料的真实应力——真实应变关系为幂指数函数形式：S=B∈n （3）式中 S——真实应力，N/mm2;∈——真实应变；B——与材料有关的系数， N/mm2; n——应变硬化指数。

将式（3）两边取对数，有∈ （4）根据硬化曲线，用线性回归方法便可计算其斜率，即n值下面介绍一种确定n值的简便方法在拉伸曲线上取两点（F1，△L1）和（F2，△L2），按式（1）和（2）换算得（S1，∈1）和（S2，∈2），分别代入到式（4）中，消去lgB项，便得 （5）4、确定塑性应变比及凸耳参数△塑性应变比亦称厚向异性指数，用板料单向拉伸试样的宽度应变和厚度应变的比值表示将试样夹紧在试验机的夹头内，当试样伸长到约20%（注意：应在屈服之后，产生细颈之前）时停止加载，卸下试样用千分尺测得试样变形后的宽度b及厚度t代入下式中便可求得值： （6）式中 ——试样的宽度应变，=； ——试样的厚向应变，=；b0、t0——试样的原始宽度与厚度，mm；b、t——变形后试样的宽度与厚度，mm由于在不同方向上不同的值，一般按下式计算平均塑性应变比： （7）凸耳参数又称塑性平面各向异性指数，表示板料平面内的塑性各向异性，表示，可按下式计算： （8）式（7）、（8）中0、45、90表示在板表面内与轧制方向分别0°、45°和90°的试样。

式（6）中的根据体积不变条件，亦可由下式确定： （9）式中——试样标距长度应变本试验中，测量试样的原始宽度b0时允许测量偏差为±0.01mm以同样的方式和精度测量变形后的试样宽度b1和标距长度L1若拉伸变形后，在宽度方向发生明显弯曲（图4），当凸度h>0.3mm时，应按下式修正测得的宽度： （10）图4 试样横向弯曲示意五、试验报告1、 本试验的目的，试验用的设备及试样条件，试样材料、形状及尺寸，拉伸后试样的尺寸2、 给出拉伸曲线图，即F-△L曲线（或σ-ε曲线），绘制硬化曲线3、按公式计算出材料的性能：σs、σb、σs/σb、δu、δk、n、、及△。