低碳钢拉伸试验中的实验现象是什么

『壹』 试简述低碳钢试件从开始拉伸到断裂经历哪几个阶段各阶段的变形现象及特点是什么

低碳钢是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。

大致可分为四个阶段：

1、弹性阶段oa：这一阶段试样的变形完全是弹性的，全部写出荷载后，试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。

2、屈服阶段bc：试样的伸长量急剧地增加，而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计，这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光，则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹，称为滑移线。

3、强化阶段ce 试样经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程中不断强化，故试样中抗力不断增长。

4、颈缩阶段和断裂ef:试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩，出现“颈缩”的现象，一直到试样被拉断。

(1)低碳钢拉伸试验中的实验现象是什么扩展阅读：

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。因此，其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢还具有良好的焊接性。含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削， 常用于制造链条， 铆钉， 螺栓， 轴等。

低碳钢有较大的时效倾向，既有淬火时效倾向，还有形变时效倾向。当钢从高温较快冷却时，铁素体中碳、氮处于过饱和状态，它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物，因而钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，这种现象称为淬火时效。

低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。低碳钢经形变产生大量位错，铁素体中的碳、氮原子与位错发生弹性交互作用，碳、氮原子聚集在位错线周围。这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团（柯垂耳气团）。

低碳钢为韧性材料。其拉伸时的应力-应变曲线主要分四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段，在局部变形阶段有明显的屈服和颈缩现象。开始时为弹性阶段，完全遵守胡克定律沿直线上升，比例极限以后变形加快，但无明显屈服阶段。

『贰』 低碳钢拉伸试验

实验原理和步骤
● 原理部分：
低碳钢是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段：
（1）弹性阶段OA：这一阶段试样的变形完全是弹性的，全部卸除荷载后，试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
（2）屈服阶段AS’：试样的伸长量急剧地增加，而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内（图中锯齿状线SS’）波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计，这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光，则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹，称为滑移线。
（3）强化阶段S’B 试样经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程中不断强化，故试样中抗力不断增长。
（4）颈缩阶段和断裂BK 试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩，出现“颈缩”的现象，一直到试样被拉断。断口呈杯锥状如右图所示
利用原始标距内的残余变形来计算材料断后伸长率A和断面收缩率Z，计算公式为：
式中L0为原始标距长度，S0为原始横截面面积，Lu为试样断裂后标距长度，Su为试样断裂后颈缩处最小横截面面积。
图2-4 低碳钢拉伸图
● 步骤：
1在试样的原始标距长度L0范围内，用试样划线器细划等分10个分格线
2．根据GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》中第7章的规定，测定试样原始横截面面积。本次实验采用圆形截面试样，应在标距的两端及中间处的两个相互垂直的方向上各测一次横截面直径d，取其算术平均值，选用三处中平均直径最小值，并以此值计算横截面面积S0，其S0 =πd2/4。该计算值修约到四位有效数字（π取五位有效数字）。
3．打开试验机，安装试样，可快速调节试验机的夹头位置，将试样先夹持在上夹头中，再升起下夹头，将试样夹牢并使之铅直；
4．在计算机上输入已测平均直径中最小值等参数，并勾选所需测定的参数FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值，上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm。将进油阀关闭，按试验机上启动键。同时，操作计算机软件使之开始绘制曲线图。
5..在加载实验过程中，总的要求应是缓慢、均匀、连续地进行加载。并采用位移控制速率0.009mm/s。开始测定时至达到屈服强度阶段，试样平行长度的控制速率为0.009mm/S。达到强化阶段后可适当增大速率至0.015mm/s。试样拉断后立即停机并先取下试样，然后打开回油阀，使工作平台复位。
5．在实验中，注意观察拉伸过程四个特征阶段中的各种现象，记录的上屈服点力FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值，上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm
考虑软件识别问题，手动定位并设置下屈服点。
6.将断后试样拼接并用游标卡尺测断后标距Lu，和拉断处最小断面的直径。
西安博汇试验机

『叁』 金属材料的拉伸实验中如何观察低碳钢的屈服点

若用老式的万能材料试验机，实验时超出弹性变形范围后，力盘指针会有一个回复过程 即来回摆动 而屈服点一般采取 下屈服点来纪录，所以只要记录下，指针的最大摆动回复位置的刻度指数就可以确定屈服点。
若采用新式机器，计算机会自动在实验结束后显示，屈服极限，和强度极限。

钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

屈服点（yield point）
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=10^6(10的6次方）Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）。
2.屈服强度（σ0.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。

屈服点
（σs）
具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。

上屈服点
（σsu）
----试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；产生原因为开始塑性变形时，位错密度较低，位错运动需要在较大应力下发生；

下屈服点
（σsl）
----当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。
Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）；
So--试样原始横截面积，mm2。

『肆』 低碳钢拉伸时的四个状态是哪些

【低碳钢拉伸时的四个状态】就是低碳钢的拉伸的四个阶段，大致可分为四个：
1、弹性阶段：回这一答阶段试样的变形完全是弹性的，全部卸出荷载后，试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
2、屈服阶段：试样的伸长量急剧地增加，而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内（呈齿状线)波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计，这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光，则在试样表面将看到大约与轴线成45゜方向的条纹，称为滑移线。
3、强化阶段：试样经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程中不断强化，故试样中抗力不断增长。
4、颈缩阶段和断裂：试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩，出现“颈缩”的现象，一直到试样被拉断。
实际上低碳钢的变形阶段应该分为五个阶段，不过因为微量塑性变形阶段持续范围小，所以很多资料上就都省略了。

『伍』 参考低碳钢拉伸图,分段回答力与变形的关系以及在实验中反映出的现象

低碳钢拉伸试验是材料力学课程中最基本的实验之一,学生在试验的过程中要对实验曲线进行分析,达到了解材料性能,熟悉实验测验方法的目的。试验曲线反映了试件在拉伸过程中受力和变形的变化过程,本文从微观方面分析了低碳钢曲线的变化过程,希望对广大实验师有所帮助

『陆』 低碳钢和铸铁在拉伸,压缩过程中,各要测得哪些数据观察哪些现象

这个实验我刚做不久，所以比较熟悉。拉伸试验中，低碳钢要测弹性模量、屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率，要观察计算机上的试验力图，判断屈服极限，屈服阶段后，观察劲缩现象，最后观察断面的形状；铸铁，除了没有屈服极限，其它的都要测，要观察断面形状。压缩实验，没有什么特别要测的，就测铸铁的破坏载荷和强度极限，低碳钢就测屈服极限。低碳钢不会破裂，只会越压越扁，而铸铁就要观察断裂面的形状。