實(shí)踐與訓(xùn)練1 拉伸試驗(yàn)機(jī)的使用

實(shí)踐與訓(xùn)練1拉伸試驗(yàn)機(jī)的使用模塊一走進(jìn)材料項(xiàng)目1金屬材料的性能與檢測(cè)任務(wù)說明通過教師講解、現(xiàn)場(chǎng)操作演示、閱讀實(shí)踐與訓(xùn)練工作頁等學(xué)習(xí)，掌握拉伸試驗(yàn)試樣的制備、試驗(yàn)機(jī)組成和基本操作方法，規(guī)范操作，養(yǎng)成良好職業(yè)習(xí)慣。任務(wù)要求：掌握拉伸試驗(yàn)機(jī)的使用原理，熟悉拉伸試驗(yàn)機(jī)的組成部分及工作特點(diǎn)；了解拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試件制備過程及要求；能說明標(biāo)準(zhǔn)試件要求，完成拉伸試驗(yàn)機(jī)的操作。任務(wù)分析及步驟說明拉伸試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介拉伸試驗(yàn)機(jī)（圖1-1）主要適用于金屬及非金屬材料的測(cè)試，可對(duì)材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、撕裂、剝離、剪切、粘合力、拔出力、兩點(diǎn)延伸（需另配引伸計(jì)）等多種試驗(yàn)。拉伸試驗(yàn)機(jī)有電子式、液壓式和電液伺服式三種。拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)試樣制備在GB/T228.1—2010中規(guī)定，金屬拉伸試樣的形狀與尺寸取決于要被試驗(yàn)的金屬產(chǎn)品的形狀與尺寸，試樣橫截面可以為圓形、矩形、多邊形、環(huán)形，特殊情況下可以為某些其他形狀。按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或GB/T2975-2018的要求切取樣坯和制備試樣。用于制備試樣的試料和樣坯的切取和機(jī)加工，圖1-1拉伸試驗(yàn)機(jī)應(yīng)避免產(chǎn)生表面加工硬化及熱影響，改變材料的力學(xué)性能。圖1-1拉伸試驗(yàn)機(jī)最常見的拉伸試樣是圓形截面試樣和矩形截面試樣，如圖1-2和圖1-3所示。如圖中所示，試樣由平行、過渡和夾持三部分組成。平行部分的試驗(yàn)段長(zhǎng)度Lc稱為試樣的平行長(zhǎng)度，一般所說的試樣拉伸變形，都是指這一段的變形。按試樣的原始標(biāo)距Lo與平行長(zhǎng)度的原始橫截面積So之間的關(guān)系，分為比例試樣和非比例試樣。比例試樣Lo=kSo，非比例試樣其原始標(biāo)距L0與原始橫截面積S0無關(guān)。國際上使用的比例系數(shù)k的值為5.65，當(dāng)試樣橫截面積太小，以致采用比例系數(shù)k為5.65的值不能符合這一最小標(biāo)距要求時(shí)，可以采用較高的值（優(yōu)先采用11.3圖1-2圓形截面拉伸試樣圖1-3矩形截面拉伸試樣a）試驗(yàn)前b）試驗(yàn)后a）試驗(yàn)前b）試驗(yàn)后試樣夾持端與平行長(zhǎng)度的尺寸不相同，之間應(yīng)以過渡弧連接，以保證試樣斷裂時(shí)的斷口在平行部分。試樣夾持端的形狀和尺寸根據(jù)試樣大小、材料特性、試驗(yàn)?zāi)康囊约叭f能試驗(yàn)機(jī)的夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了使實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果可以相互比較，必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)（GB/T228.1—2010）規(guī)定的試樣形狀和尺寸進(jìn)行試樣的制備。表1-1給出了圓形橫截面比例試樣尺寸的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。表1-1圓形橫截面比例試樣尺寸的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定do/mmr/mmk=5.65k=11.3Lo/mmLc/mm試樣編號(hào)Lo/mmLc/mm25≥0.75do5do≥Lo+do/2仲裁試驗(yàn)：Lo+2dR110do≥Lo+do/2仲裁試驗(yàn)：Lo+2doR0120R2R0215R3R0310R4R048R5R056R6R065R7R073R8R08注：1.如相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)無具體規(guī)定，優(yōu)先采用R2、R4或R7試樣。2.試樣總長(zhǎng)度取決于夾持方法，原則上Lt＞Lc+4do本次實(shí)驗(yàn)采用常用的圓形橫截面比例試樣R4（do＝10mm，Lo＝50mm）。拉伸試驗(yàn)機(jī)操作步驟（1）試件準(zhǔn)備1）取標(biāo)準(zhǔn)比例試樣R4，原始標(biāo)距Lo=50mm，在標(biāo)距兩端沖眼做為標(biāo)志。2）在試件標(biāo)距范圍內(nèi)分別測(cè)量試件的兩端及中間三個(gè)位置的直徑。為保證精確度，每一截面取互相垂直的兩個(gè)方向各測(cè)量一次，并計(jì)算其平均值，以三截面中最小處的平均值作為計(jì)算直徑d0，再算出試件的初始橫截面面積S0。根據(jù)低碳鋼的Rm估計(jì)拉斷試件所需的最大載荷Fmax。（2）試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)備1）根據(jù)試件極限載荷的大小，選擇合適的測(cè)力量程，并配置相應(yīng)的擺錘。2）浮起工作臺(tái)，調(diào)整測(cè)力指針，對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)，并使主、副針靠攏。3）在自動(dòng)繪圖器上安裝繪圖紙與筆。（3）安裝試件（4）開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)預(yù)加小量載荷（如加至2kN，只用于低碳鋼拉伸試驗(yàn)），以檢查試驗(yàn)機(jī)工作是否正常，確認(rèn)正常后卸載接近零點(diǎn)。（5）進(jìn)行試驗(yàn)1）慢速加載，緩慢而均勻地使試件產(chǎn)生變形，注意測(cè)力指針的轉(zhuǎn)動(dòng)、自動(dòng)繪圖的情況和相應(yīng)的試驗(yàn)現(xiàn)象。2）對(duì)低碳鋼繼續(xù)加載，觀察屈服時(shí)的載荷。當(dāng)測(cè)力指針倒退時(shí)，說明材料發(fā)生屈服，讀出屈服載荷Fs。過屈服階段后，可用較快的速度加載，注意觀察試件出現(xiàn)縮頸部位，直至將試件拉斷，記下極限載荷Fb，停車，取下試件。3）對(duì)鑄鐵試件，應(yīng)緩慢勻速加載，直至試件被拉斷，記錄最大載荷Fb。（6）結(jié)束工作1）關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，取下試件，將斷裂的試件緊對(duì)在一起，測(cè)量斷口處直徑，在斷口兩個(gè)互相垂直的方向各測(cè)一次，取平均值du計(jì)算Su。用扎規(guī)測(cè)量拉斷后的標(biāo)距長(zhǎng)度lu。斷口如果不在試件中部13區(qū)段內(nèi)，按國家標(biāo)準(zhǔn)采用斷口移中方法，計(jì)算lu2）取下拉伸圖，清理復(fù)原試驗(yàn)機(jī)、工具和現(xiàn)場(chǎng)。任務(wù)考核1.描述標(biāo)準(zhǔn)試件的要求（配分20分）考核要素及評(píng)分點(diǎn)配分得分試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)能指出并認(rèn)識(shí)試驗(yàn)機(jī)各組成部分及其作用10能