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金属材料拉伸实验
拉伸实验是测定材料在常温静载下机械性能的最基本和重要的实验之一。 这不仅因为
拉伸实验简便易行，便于分析，且测试技术较为成熟。更重要的是，工程设计中所选用 的材料的强度、塑形和弹性模量等机械指标，大多数是以拉伸实验为主要依据。

1、验证胡可定律，测定低碳钢的 E。
2、测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力 Rel和抗拉强度Rm
3、测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率 A和断面收缩率Z
4、测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度 Rm
5、绘制低碳钢和灰铸铁拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸树的力学性能和破坏形
实验设备和仪器
万能试验机、游标卡尺，引伸仪
实验试样
本试验采用经机加工的直径d =10 mm的圆形截面比例试样，其是根据国家试验规范 的规定进行加工的。它有夹持、过渡和平行三部分组成（见图 2-1）,它的夹持部分稍
大，其形状和尺寸应根据试样大小、材料特性、试验目的以及试验机夹具的形状和结构 设计，但必须保证轴向的拉伸力。其夹持部分的长度至少应为楔形夹具长度的 3/4 （试验 机配有各种夹头，对于圆形试样一般采用楔形夹板夹头，夹板表面制成凸纹，以便夹牢 试样）。机加工带头试样的过渡部分是圆角，与平行部分光滑连接，以保证试样破坏时 断口在平行部分。平行部分的长度 Lc按现行国家标准中的规定取 Lo+d , Lo是试样中部 测量变形的长度，称为原始标距。
实验原理
按我国目前执行的国家 GB/T 228—2002标准一一《金属材料 室温拉伸试验方法》 的规定，在室温10c〜35c的范围内进行试验 将试样安装在试验机的夹头中，固定引伸仪，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的
图2—1 机加工的圆截面拉伸试样
拉力（应 根据材料 性能和试 验目的确 定拉伸速 度），直 到拉断为
止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图 2-2所示）
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应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形 AL主要是整个试样（不只是标距 部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受 力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。
（a）低碳钢拉伸曲线图 （b）铸铁拉伸曲线图
图2 —2由试验机绘图装置绘出的拉伸曲线图
ReH= FeH/S0
ReL = FeL/S0
（主动针）开始摆动或停止不动，拉伸
的拉力 的屈服。 '受变 服点B 对应的 力值时， 读取测 服荷载） （下屈 屈服荷 便可得到上屈服强度ReH和下屈服强度
低碳钢（典型的塑性材料）
当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过 FP后拉伸曲 线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值 FP o
在FP的上方附近有一点是Fc,若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状， 若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc 是代表材料弹性极限的力值。
当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指引 图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受 几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料 低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状，其上屈服点 B
形速度及试样形式等因素的影响较大，而下屈 则比较稳定（因此工程上常以其下屈服点 B所
力值FeL作为材料屈服时的力值）。确定屈服
必须注意观察读数表盘上测力指针的转动情况， 力度盘指针首次回转前指示的最大力 Fe H上屈 和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小力 FeL
服荷载）或首次停止转动指示的恒定力 FeL （下 载），将其分别除以试牛¥的原始横截面积（S0） ReL即
屈服阶段过后，虽然变形仍继续增大，但力值也随之增加，拉伸曲线又继续上升，这 说明材料又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称为材料的强化。在强化阶段内，试样的 变形主要是塑性变形，比弹性阶段内试样的变形大得多，在达到最大力 Fm之前，试样标
距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的曲线，这时可明显地看到整个试
样的横向尺寸在缩小。此最大力 Fm为材料的抗拉强度力值，由公式 Rm=Fm/S（ffl可得至U 材料的抗拉强度Rm
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如果在材料的强化阶段内卸载后再加载，直到试样拉断，则所得到的曲线如图 2—3
所示。卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回，而是沿近乎乎行于弹性阶段的直线卸回，这 说明卸载前试样中除