金屬材料缺口拉伸試驗

金屬材料缺口拉伸試驗一、試驗數(shù)據(jù)分析與處理缺口試樣拉伸試驗數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)SOS4S8048do101010101010拉伸.、八刖Ao80.7576.3680.7574.5185.4474.05d光滑o13.0212.9912.9713.0513.0513.02A光滑o133.14132.53132.12133.76133.76133.14cIn邊13.0212.9912.9713.0513.0513.02cIn中13.0413.0213.0213.0513.0913.04PpN323434141.71.2PsN37.936.434.3-—-拉PbN49.148.948.215.63.21.5Lk52.2851.6952.3049.0749.0949.09斷Lk邊12.3013.1913.059.4814.0810.10Lk中52.2851.6952.3049.0749.0949.09后clK8.598.649.0210.7610.1810.14d光滑k12.7312.6912.7313.0412.9912.73dKN邊13.0413.0213.0213.0513.0913.04cIkn中12.7312.6912.7313.0412.9913.04OpN396.28445.26421.05187.8919.9016.21整OSN469.35476.69424.77——-ObN608.05640.39596.90209.3737.4520.26OSN/ObN0.7720.7440.712--qe1.3961.4691.3691.4180.2540.137理如/(%)5.896.976.821.131.857.28金邊(%)2331.930.55.240.816n中(％)4.563.384.61.861.821.82后“N(%)28.2323.2220.87-22.04-4.74-9.05“N邊000000“N中000000(一)、對中拉伸(不偏斜，即偏斜角為0。).計算機數(shù)據(jù)：圖1鋼缺口拉伸試樣光滑平行段應(yīng)力?應(yīng)變曲線圖2鋼缺口拉伸試樣光滑平行段勻稱塑性變形階段lgs-lge的線性擬合[2022/4/815:20"/IgS-lge"(2456024)]LinearRegressionfor0909第2組鋼光」ogS:Y=A+B*XParameterValueErrorA 2.930030.00352B 0.271340.00306RSDNP0.994630.0082987<0.0001計算得到：K=10A=102.93003=794.885MPa,n=B=0.27134圖3鑄鐵缺口拉伸試樣光滑拉伸平行段應(yīng)力■應(yīng)變曲線圖4鑄鐵缺口拉伸試樣光滑平行段勻稱塑性變形階段IgS-lge的線性擬合由于其沒有勻稱塑性變形階段，所以得不到K、n值.坐標紙數(shù)據(jù)：圖5鋼缺口拉伸試驗載荷■位移曲線圖6鋼缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力一位移曲線圖7鋼缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力-（平均）應(yīng)變曲線圖8鑄鐵缺口拉伸試驗載荷-位移曲線圖9鑄鐵缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力一位移曲線圖10鑄鐵缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力-（平均）應(yīng)變曲線（二）、偏斜角為4。偏斜拉伸坐標紙數(shù)據(jù)圖11鋼偏斜角為4。缺口拉伸試驗載荷-位移曲線圖12鋼偏斜角為4。缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力一位移曲線圖13鑄鐵偏斜角為4。缺口拉伸試驗載荷.位移曲線圖14鑄鐵偏斜角為4。缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力一位移曲線（三）、偏斜角為8。偏斜拉伸坐標紙數(shù)據(jù)圖15鋼偏斜角為8。缺口拉伸試驗載荷.位移曲線圖16鋼偏斜角為8。缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力一位移曲線圖17鑄鐵偏斜角為8。缺口拉伸試驗載荷-位移曲線圖18鑄鐵偏斜角為8。缺口拉伸試驗（缺口截面）應(yīng)力一位移曲線（四）、osN、obN、osN/obN、qe隨偏斜角變化的曲線圖19鋼和鑄鐵缺口強度、缺口敏感度隨偏斜角度的變化

圖20osN/obN、qe隨偏斜角變化的曲線二、爭論與分析1、比較不同材料缺口試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的特點和同種材料光滑與缺口試樣、對中拉伸缺口試樣光滑段與試樣整體之應(yīng)力-應(yīng)變曲線的區(qū)分，并加以解釋。答:不同材料缺口試樣應(yīng)力應(yīng)變曲線的區(qū)分與光滑試樣相像，由于鑄鐵沒有明顯的屈服現(xiàn)象,所以鑄鐵和低碳鋼的曲線不大相同。有缺口試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線屈服強度、抗拉強度值均偏高。由于在有缺口時，塑性材料的強度極限因塑性變形受約束而有肯定程度的增加。對脆性材料或低塑性材料，缺口試樣拉伸經(jīng)常是直接由彈性狀態(tài)過渡到斷裂，很難通過缺口前方的微量塑性變形使應(yīng)力重新分布。所以，脆性材料缺口試樣的強度比光滑試樣要低。2、比較不同材料的。sN、obN、osN/obN、qe隨偏斜角變化的曲線的區(qū)分，并加以解釋。答：理論上講，缺口偏斜角度越大，屈服強度會有所上升，而抗拉強度會降低。但是由于試驗坐標紙上取點的誤差，所以圖中屈服強度也有誤差。3、比較同種材料不同偏斜角、不同材料相同偏斜角品、金邊、蘇中、倔、“N邊、倔的差異。答：同種材料的如、5n邊、5/V中會有所不同，但相差不大。"N邊、"N中變化不大，為。。不同材料品、品邊、品中低碳鋼均大于鑄鐵,鑄鐵“N、”N邊、"N中變化不大,而低碳鋼則有明顯的斷面收縮。4、比較同種材料，光滑與缺口、不同偏斜角度宏觀斷口的裂紋起源和擴展方向及特征，并加以解釋。答：碳鋼頸縮時由于三向應(yīng)力的作用，在試樣中心首先產(chǎn)生很多顯微孔洞，這些孔洞相互連接形成可見的裂紋，由于裂紋尖端的應(yīng)力集中使得塑性變形集中在裂紋尖端前的滑移帶上,滑移帶和拉伸軸成30~40。,在這個很薄的剪切帶內(nèi)變形非常劇烈，導(dǎo)致帶內(nèi)形成很多顯微孔洞，孔洞的集合造成裂紋的擴展，并把剪切帶撕成兩半。隨著試樣的承載面積的不斷減小,最終呈剪切斷裂，因此斷口呈杯錐狀。鑄鐵由于是脆性材料，斷裂形式為解理斷裂。5、比較鋼和鑄鐵在同種試驗條件下宏觀斷口的區(qū)分，并做出合理的解釋。答：鋼和鑄鐵宏觀斷口區(qū)分類似于光滑試樣，缺口試樣拉伸試驗中觀看到的斷口面特征為:鋼是沿斷口面斷裂，斷面灰暗，呈纖維狀，有頸縮；鑄鐵是沿缺口斷裂，斷面光亮齊整，沒有頸縮。形成緣由：鋼與鑄鐵的塑性不同。鋼有較好的韌性，可承受肯定的塑性變形，表現(xiàn)為鋼試樣拉伸時產(chǎn)生頸縮，故其斷口面呈灰暗色，纖維狀。鋼試樣斷裂過程就是一個塑性變形的過程，即滑移過程，故其斷口與軟取向方向全都，與外加應(yīng)力呈45°角。鑄鐵塑性很差，在正應(yīng)力的作用下由于原子間結(jié)合鍵的破壞引起的沿與外應(yīng)力垂直晶面發(fā)生斷裂，故其斷口呈平整的鏡面。三、思索題1、缺口敏感性指標qe=osN/obN大小說明白什么問題？qe與材料性質(zhì)有何關(guān)系？答：缺口敏感性指標衡量在硬性應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力集中條件下材料的脆化傾向。對脆性材料qe永久小于1,表明缺口處尚未發(fā)生明顯塑性變形就已發(fā)生脆性斷裂。高強度材料的qe一般小于1。缺口不太尖銳的塑性材料，拉伸時可能產(chǎn)生塑性變形，此時qe總會大于1?？偟膩碇v無論是塑性材料還是脆性材料，其比值qe越大，缺口敏感性越小。2、為什么具有缺口的零件簡單發(fā)生低應(yīng)力脆斷？答