金属材料及热处理技能与实训2：低碳钢强度、塑性的测定实训教学任务书.docx

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1、实训任务名称：低碳钢强度、塑性的测定课程金属材料基础情境模块一走进材料 项目1金属材料的性能与检测课时：地点：一、实训任务及目的介绍实训任务：通过教师讲解、现场操作演示、阅读实践与训练工作页等学习，掌握通过 拉伸试验测定低碳钢强度、塑性的方法，规范操作养成良好职业习惯实训目的观察拉伸过程中的各种现象（屈服、强化、缩颈、断裂）。测定低碳钢的下屈服强度Rei、抗拉强度Rm、延伸率A和断面收缩率Z。二、相关理论知识低碳钢材料的强度指标：屈服强度Re/、抗拉强度Rm和塑性性能指标：延 伸率A和断面收缩率乙是由拉伸试验验来确定的。1.强度性能指标测定（1）屈服极限Re/：试样在拉伸过程中载荷不增加而试样

2、仍能继续产生变形时的载荷（即屈服载荷）Fs除以原始横截面面积S。所得的应力值：R.=f。5t（2）强度极限Rm：试样拉断前所承受的最大载荷7除以原始横截面面积S。所得应力值： % =勺。低碳钢是具有明显屈服现象的塑性材料，在均匀缓慢的加载过程中，当万能 试验机测力盘上的主动指针发生回转时所指示的最小载荷（下屈服载荷）即为屈服载荷Fs。2.塑性性能指标测定试样超过屈服载荷后，再继续缓慢加载直至试样被拉断，万能试验机的从动指针所指示的最大载荷即为极限载荷Fm。当载荷达到最大载荷后，主动指针将缓慢退回，此时可以看到，在试样的 某一部位局部变形加快，出现颈缩现象，随后试样很快被拉断。试验时，利用试验机

3、的自动绘图装置可以绘制出 F低碳钢的拉伸曲线（见图示）。Oe段为弹性阶段载荷 / s与变形成正比，ss段为屈服阶段，sb段为强化阶段，；千b点出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承/ 载能力降低，拉伸力达到最大值，bk段为颈缩阶段，至k点试件被拉断。屈服阶段（s s）常成锯齿形。上屈服点s受变形速度和试件形式等的影响 较大，而下屈服点s则比较稳定，故工程上均以s点对应的载荷作为材料屈服 时的载荷Fs。确定Fs时，必须注意观察指针转动情况。当测力指针由开始加载 时的匀速转动变为不动或摆动、倒退时，说明材料发生流动。一般规定测力主 针第一次回转后所指示的最小载荷即为屈服载荷Fs。试件拉伸达到最

4、大载荷开始产生局部伸长和颈缩。颈缩出现后，截面面 积迅速缩小，继续拉伸所需的载荷也变小了，直至k点断裂为止。当达到最大 载荷Fm时，测力主针开始后退而副指针则停留在载荷最大值的刻度上，此值为 最大载荷Fmo断后伸长率A：拉断后的试样标距部分增加的长度与原始标距长度的百分比，即A =X100% （式中/。一试件原始标距，为50 mm,乙一试件拉断后标* 1距长度）。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/部分的塑性伸长也不同，断口的位置对所测得的伸长率有影响。为了避免这种影响，国家标准GB228-87对4的测定作了如下规定。试验前，将试样的标距分成十等分。若

5、断口到邻近标距端的距离大于/3,则可直接 测量标距两端点之间的距离作为乙o若断口到邻近标距端的距离小于或等于 1/3,则应采用移位法（亦称为补偿法或断口移中法）测定：在长段上从断口。 点起，取长度基本上等于短段格数的一段，得到6点，再由B点起，取等于长 段剩余格数（偶数）的一半得到。点（见图1 （a）；或取剩余格数（奇数）减 1与加1的一半分别得到C点与G点（见图1-12 （b）o移位后的分别为：/ = AO + OB+ 2BC或乙=AO + 0B+ BC + BC1。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。若在断 口处形成缝隙，则此缝隙应计入内。如果断口在标距以外，或者

6、虽在标距之 内，但距标距端点的距离小于2d,则试验无效。实际的）移位后的）（实际的）乙（移位后的）图1测九的断口移中法为了测定低碳钢的断面收缩率，试件拉断后，在断口处两端沿互相垂直的方向 各测一次直径，取平均值4计算断口处横截面面积，再按下式计算面积收缩率:Z = ”xlOO% （式中A。一试件原始横截面面积A1一试件拉断后断口处最小面积）。三、实训项目操作1、试验准备（1）试件准备：按GB/T288-2002的相关规定选用圆形标准试件,直径取do=lOmm, 标距长度取/o=5Omm,在试样上刻划出试样标距，记录试件原始直径及原始标距 长度。（2）试验设备准备：根据低碳钢的抗拉强度和原始横截

7、面面积估算试件的最大 载荷，配置相应的摆锤，选择合适的测力度盘。开动试验机，使工作台上升10mm 左右，以消除工作台系统自重的影响。调整主动指针对准零点，从动指针与主 动指针靠拢，调整好自动绘图装置。将试件装夹在上夹头内，再将下夹头移动 到合适的夹持位置，最后夹紧试件下端。2、试车：开动试验机，预加少量载荷（载荷对应的应力不能超过材料的比例极限），然后 卸载到零，以检查试验机工作是否正常。3、观察记录：在拉伸过程中观察试样的变化、并及时准确记录屈服载荷Fs和拉 断前最大载荷Fb4、停机测量：试件拉断后停机，取下试件，测量试样拉断处直径A及拉断后 的标距长度h5、实验纪录及数据处理试样 牌号实验前试样 尺寸实验后试样尺寸屈服 载荷最大 载荷屈服 强度抗拉 强度延伸 率断面收 缩率doLoduLuFeiF mReiRmAZ四、检查与评价L描述拉伸试验及拉伸曲线。（配分20分）2、试验机操作及数据处理（配分80 ）考核要素及评分点配分得分试验操作能按照标准要求进行试验准备，安装试件10按步骤进行拉伸试验（加载、观察、关机）20能测量记录参数10数据处理能按照强度性能指标测量记录参数进行计算20能按照塑性性能指标测量记录参数进行计算20