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材料試驗機的拉伸試驗
點擊次數(shù)：3116 更新時間：2013-07-04
材料試驗機在實驗中的金屬材料（黑色金屬）在拉伸的過程中，通常會經(jīng)歷四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮和斷裂階段。每個階段都有其固有的力學性能特征，下面分別講述這四個階段。
一、彈性階段在此階段中，拉力試驗機的拉力和伸長成正比關(guān)系，表明鋼材的應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)榫€性關(guān)系，*遵循胡克定律。若當應(yīng)力繼續(xù)增加到C點時，應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系不再是線性關(guān)系，但變形仍然是彈性的，即卸除拉力后變形*消失。它是控制材料在彈性變形范圍內(nèi)工作的有效指標，在工程上有實用價值。
二、屈服階段當應(yīng)力超過彈性極限到達鋸齒狀曲線時，這時試驗力不再增加，有時還下降。這種現(xiàn)象表明試樣在承受的拉力不繼續(xù)增加或稍微減少的情況下變形卻繼續(xù)伸長，稱為材料的屈服，其應(yīng)力稱為屈服點（屈服應(yīng)力），zui大力（Fsu上屈服力）或不計初始瞬時效應(yīng)（不計載荷下降的zui低點）時的zui小力（FsL下屈服力），分別所對應(yīng)的應(yīng)力為上、下屈服點。顯示器顯示的zui小載荷（*次下降后的zui小載荷）即為屈服載荷Fs。工程中一般只求下屈服點，屈服應(yīng)力是衡量材料強度的一個重要指標。
三、強化階段過了屈服階段以后，試樣材料因塑性變形其內(nèi)部晶體組織結(jié)構(gòu)重新得到了調(diào)整，其抵抗變形的能力有所增強，隨著拉力的增加，伸長變形也隨之增加，拉伸曲線繼續(xù)上升，此線段稱為強化階段，隨著塑性變形量的增大，材料的力學性能發(fā)生變化，即材料的變形抵抗力提高，塑性降低。在強化階段卸載，彈性變形會隨之消失，塑性變形將會*保留下來。當拉力增加，拉伸曲線到達頂點E時，這時的試驗力為zui大拉力Fm，由此可求得材料的抗拉強度，它也是材料強度性能的重要指標。
四、頸縮和斷裂階段對于塑性材料來說，在承受拉力Fm以前，試樣發(fā)生的變形各處基本上是均勻的。在達到Fm以后，變形主要集中于試樣的某一局部區(qū)域，該處橫截面面積急劇減小，這種現(xiàn)象即是“頸縮”現(xiàn)象，此時拉力隨著下降，直至試樣被拉斷，其斷口形狀呈碗狀。
以上的四個階段，在電子試驗機的試驗力-變形（或應(yīng)力-應(yīng)變）曲線上可以清楚的看出，并能通過試驗曲線來進行計算材料的各個力學性能參數(shù)計算。也可以衍生出試驗力-位移曲線、變形-時間曲線等。
一、彈性階段在此階段中，拉力試驗機的拉力和伸長成正比關(guān)系，表明鋼材的應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)榫€性關(guān)系，*遵循胡克定律。若當應(yīng)力繼續(xù)增加到C點時，應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系不再是線性關(guān)系，但變形仍然是彈性的，即卸除拉力后變形*消失。它是控制材料在彈性變形范圍內(nèi)工作的有效指標，在工程上有實用價值。
二、屈服階段當應(yīng)力超過彈性極限到達鋸齒狀曲線時，這時試驗力不再增加，有時還下降。這種現(xiàn)象表明試樣在承受的拉力不繼續(xù)增加或稍微減少的情況下變形卻繼續(xù)伸長，稱為材料的屈服，其應(yīng)力稱為屈服點（屈服應(yīng)力），zui大力（Fsu上屈服力）或不計初始瞬時效應(yīng)（不計載荷下降的zui低點）時的zui小力（FsL下屈服力），分別所對應(yīng)的應(yīng)力為上、下屈服點。顯示器顯示的zui小載荷（*次下降后的zui小載荷）即為屈服載荷Fs。工程中一般只求下屈服點，屈服應(yīng)力是衡量材料強度的一個重要指標。
三、強化階段過了屈服階段以后，試樣材料因塑性變形其內(nèi)部晶體組織結(jié)構(gòu)重新得到了調(diào)整，其抵抗變形的能力有所增強，隨著拉力的增加，伸長變形也隨之增加，拉伸曲線繼續(xù)上升，此線段稱為強化階段，隨著塑性變形量的增大，材料的力學性能發(fā)生變化，即材料的變形抵抗力提高，塑性降低。在強化階段卸載，彈性變形會隨之消失，塑性變形將會*保留下來。當拉力增加，拉伸曲線到達頂點E時，這時的試驗力為zui大拉力Fm，由此可求得材料的抗拉強度，它也是材料強度性能的重要指標。
四、頸縮和斷裂階段對于塑性材料來說，在承受拉力Fm以前，試樣發(fā)生的變形各處基本上是均勻的。在達到Fm以后，變形主要集中于試樣的某一局部區(qū)域，該處橫截面面積急劇減小，這種現(xiàn)象即是“頸縮”現(xiàn)象，此時拉力隨著下降，直至試樣被拉斷，其斷口形狀呈碗狀。
以上的四個階段，在電子試驗機的試驗力-變形（或應(yīng)力-應(yīng)變）曲線上可以清楚的看出，并能通過試驗曲線來進行計算材料的各個力學性能參數(shù)計算。也可以衍生出試驗力-位移曲線、變形-時間曲線等。
