金属材料的拉伸试验详解，从实验目的到实验步骤均有介绍！

材料的力学性能实验是工程中广泛应用的一种实验，它为机械制造、土木工程、冶金工程及其他各工业部门等提供材料的力学性能参数，方便工程技术人员合理地选用各种材料，同时也保证了机器（结构）及其零件（构件）的安全工作。下面【科准测控】小编就给大家分享一下金属材料的拉伸试验怎么做？本文将从试验目的、测试设备、试样制备、试验原理以及试验步骤这几点来给大家介绍！

一、实验目的

(1)测定低碳钢拉伸时的强度及塑性性能指标:下屈服强度、抗拉强度m断后伸长率A断面收缩率 Z。

(2) 测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标:抗拉强度 m。

(3)比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。

二、实验设备和仪器

(1)电子万能试验机。

(2) 游标卡尺。

三、实验试样

根据国家标准 GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第 1部分:温试验方法》，金属拉伸试样随着产品的品种、规格及试验目的的不同，其横截面形状可分为圆形、矩形、多边形、环形等，特殊情况下也可以为某些其他形状，其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。

如图 1-1 所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。试样平行部分的长度记为Lc，对于未经加工的试样，平行长度即为两夹头之间的距离。试样的原始标距Lo与横截面面积So之间满足Lo=k√So关系的试样称为比例试样，不满足的则为非比例试样。k值一般取5.65，且原始标距应不小于15mm。当试样横截面面积过小时，众值可取11.3，或者采用非比例试样。试样过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接，以保证试样断裂时的断口在平行部分。夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的及万能试验机的夹具结构进行设计。试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB/T228.1—2010。

四、实验原理

1. 低碳钢拉伸

低碳钢是典型的塑性材料，其拉伸过程大致分为四个阶段，即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。根据图1-2可以测定低碳钢拉伸弹性模量E、下屈服载荷Fel，以及最大载荷Fn。

图1-2中，Lo为试样的原始标距，Lu为试样的断后标距，So为试样的原始横截面面积，Su为试样断裂后的最小横截面面积。试样的塑性变形集中产生在颈缩处，并向两边逐渐减小。因此，断口的位置不同，标距Lo部分的塑性伸长量也不同。若断口在试样的中部，则发生严重塑性变形的颈缩段全部在标距长度内，标距长度就有较大的塑性伸长量；若断口离标距端很近，则发生严重塑性变形的颈缩段只有一部分在标距长度内，另一部分在标距长度外，在这种情况下，标距长度的塑性伸长量就较小。因此，断口的位置对所测得的断后伸长率有影响。为了避免这种影响，国家标准对断后标距Lu的测定作了如下规定：测量时，两段在断口处应紧密对接，尽量使两段的轴线在一条直线上。若断口处有缝隙，则此缝隙应计入Lu内；如果断口在标距长度以外，或者虽在标距长度之内，但离标距端的距离小于2d，则实验无效。

弹性模量E的测定：材料在线弹性范围内，其应力σ、应变ε成正比关系，即

2.灰铸铁拉伸

灰铸铁拉伸过程比较简单，可近似认为经弹性阶段直接过渡到断裂阶段，没有屈服现象和颈缩现象，具体如图1-3所示。断后伸长率和断面收缩率极小，灰铸铁的抗拉强度远低于它的抗压强度，是典型的脆性材料。

五、实验步骤

（1）测量试样的尺寸。选取试样，每组一根低碳钢、一根灰铸铁，可听音判别材质，并擦拭干净；用游标卡尺测量试样的直径和标距，并记录数据。

（2）拉伸试样。按操作规程使用电子万能试验机拉伸试样，观察材料在拉伸时的现象，直至试样被拉断，记录载荷数据。

（3）测量试样断后尺寸。取下试样，将断口吻合压紧，用游标卡尺量取断后直径和标距。

（4）利用电子万能试验机开展试验。具体操作规程如下：

①开机，打开试验机主开关，然后打开计算机，进入操作界面。

②根据试样的形状、尺寸更换合适的夹具。

③通过门柱上的控制盒，移动上横梁到合适位置。先装好上夹头，然后移动横梁，装下夹头。

④在计算机软件中新建试样，输入试样信息。试样编号：低碳钢XY1，灰铸铁XY2（X为批次，Y为组次）。

⑤选择合适的速度。将位移和时间清零，点击界面上的“力清零”，然后开始拉伸。对于低碳钢，材料屈服前可采用2～5mm/min的速度；材料进入强化阶段后，用速度滑块均匀加速到10～20mm/min。对于其他材料，按照相应标准所规定的速度进行试验。

⑥试样断裂后，保存实验数据和结果，生成报告；然后在计算机软件中进行实验分析→实验报告→获取拉伸图形和载荷数据。

⑦取下试样，进行下一个试样的试验。

以上就是【科准测控】小编分享的金属材料的拉伸试验了，本文包含了金属材料的拉伸试验目的、试验设备、试样制作、测试原理及试验方法，十分详细，希望能给大家提供帮助。如果您对金属材料拉伸试验机、电子万能试验机或者本文内容等有什么不明白的问题，欢迎给我们私信，科准的技术团队也会为您免费解答疑惑！