低碳鋼拉伸試驗中的實驗現象是什麼

『壹』 試簡述低碳鋼試件從開始拉伸到斷裂經歷哪幾個階段各階段的變形現象及特點是什麼

低碳鋼是工程上最廣泛使用的材料，同時，低碳鋼試樣在拉伸試驗中所表現出的變形與抗力間的關系也比較典型。低碳鋼的整個試驗過程中工作段的伸長量與荷載的關系由拉伸圖表示。

大致可分為四個階段：

1、彈性階段oa：這一階段試樣的變形完全是彈性的，全部寫出荷載後，試樣將恢復其原長。此階段內可以測定材料的彈性模量E。

2、屈服階段bc：試樣的伸長量急劇地增加，而萬能試驗機上的荷載讀數卻在很小范圍內波動。如果略去這種荷載讀數的微小波動不計，這一階段在拉伸圖上可用水平線段來表示。若試樣經過拋光，則在試樣表面將看到大約與軸線成45°方向的條紋，稱為滑移線。

3、強化階段ce 試樣經過屈服階段後，若要使其繼續伸長，由於材料在塑性變形過程中不斷強化，故試樣中抗力不斷增長。

4、頸縮階段和斷裂ef:試樣伸長到一定程度後，荷載讀數反而逐漸降低。此時可以看到試樣某一段內橫截面面積顯著地收縮，出現「頸縮」的現象，一直到試樣被拉斷。

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低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。因此，其冷成形性良好，可採用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼還具有良好的焊接性。含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造，焊接和切削， 常用於製造鏈條， 鉚釘， 螺栓， 軸等。

低碳鋼有較大的時效傾向，既有淬火時效傾向，還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時，鐵素體中碳、氮處於過飽和狀態，它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物，因而鋼的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低，這種現象稱為淬火時效。

低碳鋼即使不淬火而空冷也會產生時效。低碳鋼經形變產生大量位錯，鐵素體中的碳、氮原子與位錯發生彈性交互作用，碳、氮原子聚集在位錯線周圍。這種碳、氮原子與位錯線的結合體稱歲柯氏氣團（柯垂耳氣團）。

低碳鋼為韌性材料。其拉伸時的應力-應變曲線主要分四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段，在局部變形階段有明顯的屈服和頸縮現象。開始時為彈性階段，完全遵守胡克定律沿直線上升，比例極限以後變形加快，但無明顯屈服階段。

『貳』 低碳鋼拉伸試驗

實驗原理和步驟
● 原理部分：
低碳鋼是工程上最廣泛使用的材料，同時，低碳鋼試樣在拉伸試驗中所表現出的變形與抗力間的關系也比較典型。低碳鋼的整個試驗過程中工作段的伸長量與荷載的關系由拉伸圖表示。做實驗時，可利用萬能材料試驗機的自動繪圖裝置繪出低碳鋼試樣的拉伸圖即下圖中拉力F與伸長量△L的關系曲線。需要說明的是途中起始階段呈曲線是由於試樣頭部在試驗機夾具內有輕微滑動及試驗機各部分存在間隙造成的。大致可分為四個階段：
（1）彈性階段OA：這一階段試樣的變形完全是彈性的，全部卸除荷載後，試樣將恢復其原長。此階段內可以測定材料的彈性模量E。
（2）屈服階段AS』：試樣的伸長量急劇地增加，而萬能試驗機上的荷載讀數卻在很小范圍內（圖中鋸齒狀線SS』）波動。如果略去這種荷載讀數的微小波動不計，這一階段在拉伸圖上可用水平線段來表示。若試樣經過拋光，則在試樣表面將看到大約與軸線成45°方向的條紋，稱為滑移線。
（3）強化階段S』B 試樣經過屈服階段後，若要使其繼續伸長，由於材料在塑性變形過程中不斷強化，故試樣中抗力不斷增長。
（4）頸縮階段和斷裂BK 試樣伸長到一定程度後，荷載讀數反而逐漸降低。此時可以看到試樣某一段內橫截面面積顯著地收縮，出現「頸縮」的現象，一直到試樣被拉斷。斷口呈杯錐狀如右圖所示
利用原始標距內的殘余變形來計算材料斷後伸長率A和斷面收縮率Z，計算公式為：
式中L0為原始標距長度，S0為原始橫截面面積，Lu為試樣斷裂後標距長度，Su為試樣斷裂後頸縮處最小橫截面面積。
圖2-4 低碳鋼拉伸圖
● 步驟：
1在試樣的原始標距長度L0范圍內，用試樣劃線器細劃等分10個分格線
2．根據GB/T 228—2002《金屬材料室溫拉伸試驗方法》中第7章的規定，測定試樣原始橫截面面積。本次實驗採用圓形截面試樣，應在標距的兩端及中間處的兩個相互垂直的方向上各測一次橫截面直徑d，取其算術平均值，選用三處中平均直徑最小值，並以此值計算橫截面面積S0，其S0 =πd2/4。該計算值修約到四位有效數字（π取五位有效數字）。
3．打開試驗機，安裝試樣，可快速調節試驗機的夾頭位置，將試樣先夾持在上夾頭中，再升起下夾頭，將試樣夾牢並使之鉛直；
4．在計算機上輸入已測平均直徑中最小值等參數，並勾選所需測定的參數FeH值、下屈服點力FeL值和最大力Fm值，上屈服強度Reh,下屈服強度Rel抗拉強度Rm。將進油閥關閉，按試驗機上啟動鍵。同時，操作計算機軟體使之開始繪制曲線圖。
5..在載入實驗過程中，總的要求應是緩慢、均勻、連續地進行載入。並採用位移控制速率0.009mm/s。開始測定時至達到屈服強度階段，試樣平行長度的控制速率為0.009mm/S。達到強化階段後可適當增大速率至0.015mm/s。試樣拉斷後立即停機並先取下試樣，然後打開回油閥，使工作平台復位。
5．在實驗中，注意觀察拉伸過程四個特徵階段中的各種現象，記錄的上屈服點力FeH值、下屈服點力FeL值和最大力Fm值，上屈服強度Reh,下屈服強度Rel抗拉強度Rm
考慮軟體識別問題，手動定位並設置下屈服點。
6.將斷後試樣拼接並用游標卡尺測斷後標距Lu，和拉斷處最小斷面的直徑。
西安博匯試驗機

『叄』 金屬材料的拉伸實驗中如何觀察低碳鋼的屈服點

若用老式的萬能材料試驗機，實驗時超出彈性變形范圍後，力盤指針會有一個回復過程 即來回擺動 而屈服點一般採取 下屈服點來紀錄，所以只要記錄下，指針的最大擺動回復位置的刻度指數就可以確定屈服點。
若採用新式機器，計算機會自動在實驗結束後顯示，屈服極限，和強度極限。

鋼材或試樣在拉伸時，當應力超過彈性極限，即使應力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形，稱此現象為屈服，而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。

屈服點（yield point）
設Ps為屈服點s處的外力，Fo為試樣斷面積，則屈服點σs =Ps/Fo(MPa)，MPa稱為兆帕等於N（牛頓）/mm2，（MPa=10^6(10的6次方）Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）。
2.屈服強度（σ0.2）有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規定產生永久殘余塑性變形等於一定值（一般為原長度的0.2%）時的應力，稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2 。

屈服點
（σs）
具有屈服現象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恆定）仍能繼續伸長時的應力，稱屈服點。若力發生下降時，則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2（MPa）。

上屈服點
（σsu）
----試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力；產生原因為開始塑性變形時，位錯密度較低，位錯運動需要在較大應力下發生；

下屈服點
（σsl）
----當不計初始瞬時效應時，屈服階段中的最小應力。
Fs--試樣拉伸過程中屈服力（恆定），N（牛頓）；
So--試樣原始橫截面積，mm2。

『肆』 低碳鋼拉伸時的四個狀態是哪些

【低碳鋼拉伸時的四個狀態】就是低碳鋼的拉伸的四個階段，大致可分為四個：
1、彈性階段：回這一答階段試樣的變形完全是彈性的，全部卸出荷載後，試樣將恢復其原長。此階段內可以測定材料的彈性模量E。
2、屈服階段：試樣的伸長量急劇地增加，而萬能試驗機上的荷載讀數卻在很小范圍內（呈齒狀線)波動。如果略去這種荷載讀數的微小波動不計，這一階段在拉伸圖上可用水平線段來表示。若試樣經過拋光，則在試樣表面將看到大約與軸線成45゜方向的條紋，稱為滑移線。
3、強化階段：試樣經過屈服階段後，若要使其繼續伸長，由於材料在塑性變形過程中不斷強化，故試樣中抗力不斷增長。
4、頸縮階段和斷裂：試樣伸長到一定程度後，荷載讀數反而逐漸降低。此時可以看到試樣某一段內橫截面面積顯著地收縮，出現「頸縮」的現象，一直到試樣被拉斷。
實際上低碳鋼的變形階段應該分為五個階段，不過因為微量塑性變形階段持續范圍小，所以很多資料上就都省略了。

『伍』 參考低碳鋼拉伸圖,分段回答力與變形的關系以及在實驗中反映出的現象

低碳鋼拉伸試驗是材料力學課程中最基本的實驗之一,學生在試驗的過程中要對實驗曲線進行分析,達到了解材料性能,熟悉實驗測驗方法的目的。試驗曲線反映了試件在拉伸過程中受力和變形的變化過程,本文從微觀方面分析了低碳鋼曲線的變化過程,希望對廣大實驗師有所幫助

『陸』 低碳鋼和鑄鐵在拉伸,壓縮過程中,各要測得哪些數據觀察哪些現象

這個實驗我剛做不久，所以比較熟悉。拉伸試驗中，低碳鋼要測彈性模量、屈服極限、強度極限、延伸率和斷面收縮率，要觀察計算機上的試驗力圖，判斷屈服極限，屈服階段後，觀察勁縮現象，最後觀察斷面的形狀；鑄鐵，除了沒有屈服極限，其它的都要測，要觀察斷面形狀。壓縮實驗，沒有什麼特別要測的，就測鑄鐵的破壞載荷和強度極限，低碳鋼就測屈服極限。低碳鋼不會破裂，只會越壓越扁，而鑄鐵就要觀察斷裂面的形狀。