我们上节文章有说过低碳钢拉伸试验机的相关目的等内容，现在重复一遍，它是为测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度与塑性性能，按照相关国标标准（GB/T228-2002：金属材料室温拉伸试验方法）要求完成试验测量工作。
　　我们知道低碳钢在不同的热处理状态下的力学性能是不同的。为了测定不同热处理状态的低碳钢的力学性能，需要进行拉伸试验。拉伸试验是材料力学性能测试中最常见试验方法之一。试验中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实反映了材料抵抗外力作用的全过程。它具有简单易行、试样制备方便等特点。拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制以及设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值。通过拉伸实验测定低碳钢在退火、正火和淬火三种不同热处理状态下的强度和塑形性能，并根据应力-应变曲线，确定应变硬化指数和系数。用这些数据来进行表征低碳钢的力学性能，并对不同热处理的低碳钢的相关数据进行对比，从而得到不同热处理对低碳钢的影响。
　　拉伸实验根据金属材料室温拉伸试验方法的国家标准，制定相关的试验材料和设备，试验的操作步骤等试验条件。试验材料的形状和尺寸的一般要求：试样的形状和尺寸取决于被试验金属产品的形状与尺寸。通过从产品、压制坯或铸件切取样坯经机加工制成样品。但具有恒定横截面的产品，例如型材、棒材、线材等，和铸造试样可以不经机加工而进行试验。试样横截面可以为圆形、矩形、多边形、环形，特殊情况下可以为某些其他形状。原始标距与横截面积有关系的试样称为比例试样。国际上使用的比例系数k的值为5.65。原始标距应不小于15mm。当试样横截面积太小，以至采用比例系数k=5.65的值不能符合这一最小标距要求时，可以采用较高的值，或者采用非比例试样。如果试样的夹持端与平行长度的尺寸不同，他们之间应以过渡弧相连，此弧的过渡半径的尺寸可能很重要。试样夹持端的形状应适合试验机的夹头。试样轴线应与力的作用线重合。原始横截面积的测定应准确到。比例试样的原始标距与横截面积有关系。国际上使用的比例系数k的值为5.65，也可以取11.3。本试验中试样的直径为10mm。
　　低碳钢的热处理，退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。退火是钢厂最常用的热处理工艺，可以达到以下目的：(1)减小钢锭的成分偏析，使成分均匀化；(2)消除铸、锻件中存在的魏氏组织或带状组织，细化晶粒，均匀组织，并消除内应力；(3)降低硬度，提高塑性，以便于切削加工；(4)改善高碳钢中碳化物的形态和分布，为淬火做好组织准备。在实验中，我们所检测到的退火处理后材料性能的主要变化应为硬度的降低和塑形的升高。淬火是将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。将钢加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。马氏体最主要的特性之一就是高强度和高硬度。实验中，我们所检测到的淬火处理后材料性能的主要变化应为硬度的升高。正火是将钢件加热到Ac3（或Acm）以上30～50℃，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。把钢件加热到Ac3以上100～150℃的正火则称为高温正火。对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。与退火相比，正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比较细小，因而强度和硬度较高。
　　通过拉伸试验可以测得低碳钢的屈服强度和抗拉强度以及断面收缩率和伸长率等性能，同时能够得出应力应变曲线和真应力真应变曲线，测得应变硬化系数。试验中三组样品，分别是退火、正火和淬火三种状态。这三种状态分别有不同的力学性能，通过拉伸实验测得的数据可以判断和区分这三种状态的低碳钢。其中退火的抗拉强度最低，淬火状态的抗拉强度最高，应变硬化系数为退火的最高，淬火的最低，正火状态的处于中间位置。采用工程应力应变测得的伸长率和截面收缩率并不能真实的反应材料的力学性能，而真应力应变则能够准确的区分不同状态的低碳钢的性能差别。由于仪器、实验条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。
　　利用游标卡尺测量样品的直径，在不同的部位测量三次，用直尺测量样品的原始标距，同样取不同位置测量三次。然后使用划线器在试样上画出试样的标距。将样品安装在万能拉伸试验机上，按照试验机的操作流程，对样品进行拉伸，在电脑上记录。设置电脑屏幕上的各种拉伸参数，将初始数据设置为零，点击开始按钮，开始拉伸试验。当拉伸量趋于平稳，将引申计取下，避免破坏设备；继续拉伸试样，直到试样断裂。将试样从试验机上取下，观察端口形貌。可以看到端口周边的剪切唇。按照国标精度，测量断后试样颈缩直径、断后标距长度。试样旋转90度，再测量一遍，根据拉伸过程中测得的应力、位移和塑形变形的数据，按照国家标准给定的数据处理方式，计算机输出拉伸试验测得的四项拉伸强度和拉伸塑形的测试结果。
　　
　　
　　本文关键词：拉伸试验机
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