钢筋铸铁拉伸试验报告.doc

钢筋和铸铁拉伸试验报告实验人： 实验日期： 一、 试验目的1) 测定钢筋的屈服极限s，强度极限b，伸长率。2) 测定铸铁的b和。3) 观察钢筋、铸铁在拉伸过程中出现的变形现象，分析力、位移曲线，即P-l图的特性。4) 观察断口特征，分析破坏原因。二、 仪器设备与工具1) 计算机、拉力试验机。2) 游标卡尺。三、 试验原理及方法1) 钢筋拉伸试验从图中可以看出，钢筋拉伸过程可分为以下4个阶段：1、弹性阶段，即图中3-3中的OA段，变形l很小。在比例极限范围内，载荷P与变形l成线性关系，即l=l0EA0P式中E为拉伸弹性模量，A0为试件的横截面积。未经加工的钢筋可用公称直径计算A0(公称横截面积)或用质量法求出A0=ml。2、屈服阶段。在弹性阶段之后，P-l曲线出现锯齿状，变形l在增加，而P却在波动或保持不变，这个阶段就是材料的屈服阶段。在P-l曲线上确定屈服阶段首次下降之前的最大力Psu，不计初始瞬时效应的多个波动中的最小力Psl，然后按下式计算屈服点、上屈服点和下屈服点。su=PsuA0sl=PslA03、强化阶段。屈服阶段过后，试件恢复承载能力，需要增大载荷才能使试件的变形增大，见图3-3中的BC段，这一阶段被称为强化阶段。4、颈缩阶段。载荷在达到最大值Pb后，试件某一局部地方横截面积明显缩小，出现“颈缩”现象。这时的荷载在迅速下降，接着试件被拉断，以试件初始横截面积A0去除Pb，得到强度极限：b=PbA0计算断后伸长率的公式为：=l1-l0l0100%式中l0是标距原长度，l1是拉断的试件在紧密对接后直接量出的或经断口移中后量出的标距长度。拉伸试验断面的收缩率为：=A0-A1A0100%式中A1为试件拉断后，断口处的最小横截面积。由于断口不是规则的圆形。应在两个互相垂直的方向上量取最小直径，以其平均值计算A1。2) 铸铁拉伸试验铸铁的拉伸见右图。可以看出，铸铁在拉伸过程中没有屈服现象，直线段也不显著。载荷达到最大值时，试件突然断裂，没有颈缩现象。它的伸长率远小于钢筋的伸长率。以上就是钢筋(塑性材料)和铸铁(脆性材料)的一部分不同之处。四、 试验步骤1. 钢筋拉伸试验1) 用钢筋的公称直径计算面积A0，或用质量法求出A0。2) 调整试验机两夹头间的位置。3) 安装试件：将试件下端夹紧，上端暂不夹紧，试件荷载为零。4) 进行试验机、计算机设置：选择适当加载速度，输入材料、直径等参数，设置力、位移、变形的量程，并将它们初读数置零。接着，输入试验文件名。5) 把试件上端夹紧，开始拉伸试验。6) 观察屈服现象，确定屈服极限荷载（Psu，Psl或Ps）。7) 观察强化过程及颈缩现象。8) 试件拉断后，打印试验结果（包括Pb，b等）及荷载位移曲线。9) 拆卸试件，测量拉断后标距长度l1（需要时，采用断口移中法）和断口处的最小截面积A1。计算断后伸长率和断面收缩率。2. 铸铁拉伸试验1) 测定试件的直径。2) 调整试验机夹头位置，装夹试件，试件下端夹紧，上端放松，试件不受荷载作用。3) 选定加载速度，设置有关试验量程、材料、直径等参数，并将力、位移、变形等参数置零，然后输入试验文件名。4) 将试件上端夹紧，开始试验，直至拉断，打印试验结果（Pb，b等） 以及荷载位移曲线。5) 取下试件，测取拉断后试件标距的长度l1。6) 清理现场，结束试验。五、 试验记录表格表1 钢筋拉伸试验记录试验前试验后原标距l0（mm）60.000拉断后标距l1（mm）86.220直径d0（mm）10.000断裂处最小直径d1（mm）5.320截面积A0（mm2）78.540断裂处截面积A1（mm2）22.229表2 试验过程数据记录上屈服强度（MPa）下屈服强度（MPa）最大载荷Pb（N）330.726278.44030564.844表3 铸铁拉伸试验记录试验前试验后原标距l0（mm）60.000拉断后标距l1（mm）60.000直径d0（mm）10.000断裂处最小直径d1（mm）10.000截面积A0（mm2）78.540断裂处截面积A1（mm2）78.540六、 试验数据处理1) 钢筋拉伸试验屈服极限s=278.440MPa强度极限b= 30564.844 N78.540 mm2 =389.2MPa伸长率=86.220-60.00060.000100%=43.72) 铸铁拉伸试验铸铁最大载荷Pb=9654.352N铸铁强度极限b= 9654.352 N78.540 mm2 =122.9MPa铸铁伸长率=0七、 讨论问题1) 钢筋和铸铁在承受拉力作用时，力学性能有何不同？2) 根据碳钢和铸铁拉伸试件的断口特征，分析其破坏的原因。