金属材料扭转实验报告

3．2 金属材料的扭转实验

一、实验目的

1. 观察并比较低碳钢和铸铁材料扭转变形现象及破坏形式。

2. 测定低碳钢的剪切屈服极限τS和剪切强度极限τb。

3. 测定铸铁的剪切强度极限τb。

二、实验主要设备及实验原理

1. 主要设备：改装后的NJ－50B型扭转试验机，

2. 实验原理：圆形截面试件承受扭转时，材料处于纯剪应力状态，因此常用扭转试验来分析研究不同材料在纯剪应力作用下的机械性质。

三、实验数据记录及处理

1. 实验前试件尺寸记录

2. 实验记录及计算结果

四、问题思考

1.比较两种材料破坏后的断口形式，并解释其破坏的原因。

2.根据拉伸、压缩和扭转三种试验结果，综合分析低碳钢和铸铁材料的机械性质。

3.解释铸铁扭转破坏断裂面为何是45°螺旋面而不是45°平面。

材料力学实验报告标准规定答案解析

力学实验报告标准答案

长安大学力学实验教学中心目录、拉伸实验? 、压缩实验? 三、拉压弹性模量E测定实验? 四、低碳钢剪切弹性模量G测定实验? 五、扭转破坏实验-10

六、纯弯曲梁正应力实验? 12 七、弯扭组合变形时的主应力测定实验? 15 八、压杆稳定实验"8

、拉伸实验报告标准答案实验目的: 见教材实验仪器见教材实验结果及数据处理：例:（一）低碳钢试件

服应力 (T s = P s /A _273.8 _MP a 屈度极限 (T b = P b /A _411.3 MP a 强试验前试验后最小平均直径d= 10.16 mm 最小直径d= 10.15 mm 截面面积A= 81.03 mm 2 截面面积A1= 80.91 mm 2 计算长度L= 100 mm 计算长度L 忤 100 mm 试验前草图试验后草图 1 ' 1 ''1 1 最大载荷P b =__14.4 KN P s =_22.1 KN P b =_33.2 ____ KN 塑性指标：伸长率厘100% L 68.40 % 33.24 % A A 1 面积收缩率 - 100% A 低碳钢拉伸图:

强度极限c b= P b / A = _ 177.7 — M P a 问题讨论： 1、为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同？答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关，同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分，在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件，这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的（横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外）. 2、分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性，低碳钢延伸率大表现为塑性；低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状，且有45 0的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织

北京科技大学金属材料学实验报告思考题

回火的过程实际上就是马氏体分解的过程，也是过饱和固溶的碳从α-Fe中脱溶并形成碳化物的过程。回火温度越高，马氏体分解越充分，分解产物的长大越充分。在回火过程中，回火温度——回火组织——钢的性能之间存在着一一对应关系。回火温度越高，钢的硬度越低。在150-250之间的回火称为低温回火，回火后的组织称为回火马氏体；在350-500之间进行的回火称为中温回火，回火后的组织称为回火屈氏体在500-650之间进行的回火称为高温回火，回火后的组织称为回火索氏体可以看出，回火之后，α-Fe中固溶的碳明显减少，使得碳固溶强化的作用大大减弱，反映到硬度上，就是随着回火温度升高，一般硬度都会下降。淬火温度对组织和性能的影响：根据45钢 “晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，水淬，59.1”、 “晶粒细小马氏体，860，水淬，57.1”、 “铁素体+马氏体，770，水淬，46.2”； 40CrNi “晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，油淬，40.6”、 “晶粒细小马氏体，860，油淬，50.9”、 T8 “晶粒粗大马氏体，1000摄氏度，水淬，66.2”、 “晶粒细小马氏体，860，水淬，57.3”、可以得到如下结论：高温淬火得到粗晶马氏体，低温淬火得到细晶马氏体，而温度在铁素体与奥氏体两相区的淬火得到铁素体+马氏体双相组织。在Ac3线以上，在保温时间相同的情况下，温度越高，得到的马氏体的晶粒越粗大。这是因为淬火温度越高，奥氏体晶粒长大的越快，因此在淬火的时候获得的马氏体晶粒也就越粗大。另外，尽管45钢和T8钢均表现出淬火温度越高，钢的硬度越高，但是本人对这一现象持怀疑态度。所谓金属硬度小，也就是硬度测试仪的压头容易压入金属，即金属容易发生塑性变形。塑性变形本质上是金属中的位错运动导致的。而晶界等会阻挡位错的运动。晶粒越小，同样大小的一块材料中，晶界就越多，对位错运动的阻碍就越大，材料形变的阻力就越大，宏观上就是硬度高。因此我对45钢、T8钢实验数据所显示出来的马氏体晶粒越粗大，硬度越高持怀疑态度。当淬火温度在两相区的时候，由于出现铁素体，因此硬度会低于细晶马氏体组织。

扭转实验报告

浙江大学材料力学实验报告（实验项目：扭转） 1. 验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G 。； 2. 测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限b τ。 3. 比较低碳钢和铸铁试样受扭时的变形规律及其破坏特性。二、设备及试样： 1. 扭转试验机,如不进行破坏性试验,验证变形公式合测定G 的实验也可在小型扭转试验机装置上完成； 2. 扭角仪； 3. 游标卡尺； 4. 试样，扭装试样一般为圆截面。三、实验原理和方法： 1、测定切变模量G A 、机测法：0p T l G I φ= ，其中b δ φ=，δ为百分表读数，p I 为圆截面的极惯性矩；选取初扭矩To 和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To 到Tn 分成n 级加载，每级扭矩增量为 T ?，每一个扭矩Ti 都可测出相应的扭角φi ，与扭矩增量T ?对应的扭角增量是 1i i i φφφ-?=-，则有0 i p i T l G I φ?= ?，i=1,2,3,…n,取Gi 的平均值作为材料的切变模量即： 1 i G G n = ∑，i=1,2,3,…n ； B 、电测法：t r t T T G W W γε= =，应变仪读数为r ε，t W 为抗扭截面系数；选取初扭矩To 和比例极限内最大试验扭矩Tn,从To 到Tn 分成n 级加载，每级扭矩增量为T ?，每一个扭矩Ti 都可测出相应的读数εi ，与扭矩增量T ?对应的读数增量是1i i i εεε-?=-，则有i t i T G W ε?= ?，i=1,2,3,…n,取Gi 的平均值作为材料的切变模量即： 1 i G G n =∑， i=1,2,3,…n 2、测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限b τ

材料力学扭转实验

§1－2 扭转实验一、实验目的 1、测定低碳钢的剪切屈服点τs，抗扭强度τb。 2、测定铜棒的抗扭强度τb。 3、比较低碳钢和铜棒在扭转时的变形和破坏特征。二、设备及试样 1、伺服电机控制扭转试验机（自行改造）。 2、0.02mm游标卡尺。 3、低碳钢φ10圆试件一根，画有两圈圆周线和一根轴向线。 4、铜棒铁φ10圆试件一根。三、实验原理及方法塑性材料试样安装在伺服电机驱动的扭转试验机上，以6-10o/min的主动夹头旋转速度对试样施加扭力矩，在计算机的显示屏上即可得到扭转曲线（扭矩-夹头转角图线），如下图为低碳钢的部分扭转曲线。试样变形先是弹性性的，在弹性阶段，扭矩与扭转角成线性关系。弹性变形到一定程度试样会出现屈服。扭转曲线扭矩首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩T su；屈服段中最小扭矩为下屈服扭矩T sl，通常把下屈服扭矩对应的应力值作为材料的屈服极限τs，即：τs=τsl= T sl/W。当试样扭断时，得到最大扭矩T b，则其抗扭强度为τb= T b/W 式中W为抗扭截面模量，对实心圆截面有 W=πd03/16。铸铁为脆性材料，无屈服现象，扭矩 -夹头转角图线如左图，故当其扭转试样破断时，测得最大扭矩T b，则其抗扭强度为：τb= T b/W 四、实验步骤 1、测量试样原始尺寸分别在标距两端及中部三个位置上测量的直径，用最小直径计算抗扭截面模量。 2、安装试样并保持试样轴线与扭转试验机转动中心一致。 3、低碳钢扭转破坏试验，观察线弹性阶段、屈服阶段的力学现象，记录上、下屈服点扭矩值，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。 4、铜棒扭转破坏试验，试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。五、实验数据处理 1、试样直径的测量与测量工具的精度一致。 2、抗扭截面模量取4位有效数字。 3、力学性能指标数值的修约要求同拉伸实验。六、思考题 1、低碳钢扭转时圆周线和轴向线如何变化？与扭转平面假设是否相符？

金属材料工程专业方向

金属材料工程专业方向一、专业简介及培养目标金属材料工程是国家经济建设的支柱，在航空航天、能源化工、国防军工、冶金机电等各行业均发挥着至关重要的作用，也是西安交通大学优势学科之一，在国内外享有较高的知名度。金属材料工程主要研究金属材料性能优化的基本理论，探索提高材料使用性能的有效途径，了解金属材料的性能特点及其工程应用。学生通过院级课程的学习已经具备了材料科学与工程方面的基础理论和一定的实验技能，本专业重点向学生介绍金属材料合金理论、常见工程构件的失效分析、材料内部缺陷的检测技术、金属功能材料、复合材料等相关知识，使学生掌握金属材料合金化基础理论知识，熟悉几种重要的金属材料及其力学性能与应用。培养学生选择材料和使用材料的科学思路。使学生能从事工程零构件的失效分析工作，提出预防零件失效的具体措施，使学生掌握金属材料内部缺陷无损检测技术，提出预防零件失效的具体的措施，了解复合材料、生物材料及功能材料的基本理论及要求，培养学生完整的金属材料知识体系。本专业的培养目标是使学生具备现代化建设所要求的系统材料知识、基础理论知识及工程技术知识，具有新材料、新产品、新工艺研究开发能力。金属材料工程专业具有学士、硕士、博士授予权，设有博士后流动站，是"211工程"建设学科的二级学科。金属材料工程专业的科学研究紧密结合国家科技发展的重大需求，瞄准国际前沿，开拓研究思路，不断提高研究水平，保持本学科在国内外的特点和优势。二、课程设置根据培养目标，金属材料工程专业方向的课程设置主要以金属材料为核心，课程体系包括合金与强化理论、材料选择与应用、零件失效分析、组织缺陷检测等主要内容。主要课程有：金属材料及热处理，失效分析与防止，金属功能材料，复合材料，材料无损检测技术，生物材料。表1 金属材料工程专业课程

低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告

低碳钢铸铁的扭转破坏实验报告标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

低碳钢、铸铁的扭转破坏实验一：实验目的和要求 1、掌握扭转试验机操作。 2、低碳钢的剪切屈服极限τs。 3、低碳钢和铸铁的剪切强度极限τb。 4、观察比较两种材料的扭转变形过程中的变形及其破坏形式，并对试件断口形貌进行分析。二：实验设备和仪器 1、材料扭转试验机 2、游标卡尺三、实验原理 1、低碳钢扭转实验低碳钢材料扭转时载荷-变形曲线如图（a）所示。 T

T s 0 φ 图1. 低碳钢材料的扭转图 1. 低碳钢材料的扭转图 (a) (b) (c) 图2. 低碳钢圆轴试件扭转时的应力分布示意图低碳钢试件在受扭的最初阶段，扭矩T 与扭转角φ成正比关系(见图1)，横截面上剪应力τ沿半径线性分布，如图2(a)所示。随着扭矩T 的增大，横截面边缘处的剪应力首先达到剪切屈服极限τs 且塑性区逐渐向圆心扩展，形成环形塑性区，但中心部分仍是弹性的，见图2(b)。试件继续变形，屈服从试件表层向心部扩展直到整个截面几乎都是塑性区，如图2(c)所示。此时在T-φ曲线上出现屈服平台(见图1)，试验机的扭矩读数基本不动，此时对应的扭矩即为屈服扭矩T s 。随后，材料进入强化阶段，变形增加，扭矩随之增加，直到试件破坏为止。因扭转无颈缩现象。所以，扭转曲线一直上升直到破坏，试件破坏时的扭矩即为最大扭矩T b 。由t s d s A s s W d dA T τρπρρτρτ3 4 22/0 ===? ?）（可得低碳钢

材料的扭转屈服极限t s s W T 43= τ；同理，可得低碳钢材料扭转时强度极限t b b W T 43=τ，其中316 d W t π = 为抗扭截面模量。 2、铸铁扭转实验铸铁试件受扭时，在很小的变形下就会发生破坏，其扭转图如图3所示。图3. 铸铁材料的扭转图从扭转开始直到破坏为止，扭矩T 与扭转角近似成正比关系，且变形很小，横截面上剪应力沿半径为线性分布。试件破坏时的扭矩即为最大扭矩T b ，铸铁材料的扭转强度极限为t b b W T = τ。低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断口形貌有很大的差别，图4（a ）所示低碳钢试样的断面与横截面重合，断面是最大切应力作用面，断口较为平齐，可知为剪切破坏；图（b ）所示铸铁试样的断面是与试样轴线成45度角的螺旋面，断面是最大拉应力作用面，断口较为粗糙，因而最大拉应力造成的拉伸断裂破坏。图4. 低碳钢和铸铁的扭转端口形状

材料力学实验报告册概要

实验日期_____________教师签字_____________ 同组者_____________审批日期_____________ 实验名称：拉伸和压缩试验一、试验目的 1.测定低碳钢材料拉伸的屈服极限σs 、抗拉强度σb、断后延伸率δ及断面收缩率ψ。 2.测定灰铸铁材料的抗拉强度σb、压缩的强度极限σb。 3.观察低碳钢和灰铸铁材料拉伸、压缩试验过程中的变形现象，并分析比较其破坏断口特征。二、试验仪器设备 1.微机控制电子万能材料试验机系统 2.微机屏显式液压万能材料试验机 3.游标卡尺 4.做标记用工具三、试验原理（简述） 1

四、试验原始数据记录 1.拉伸试验低碳钢材料屈服载荷最大载荷灰铸铁材料最大载荷 2.灰铸铁材料压缩试验直径d0 最大载荷教师签字：2

五、试验数据处理及结果 1.拉伸试验数据结果低碳钢材料：铸铁材料： 2.低碳钢材料的拉伸曲线 3.压缩试验数据结果铸铁材料： 3

4.灰铸铁材料的拉伸及压缩曲线： 5.低碳钢及灰铸铁材料拉伸时的破坏情况，并分析破坏原因 ①试样的形状（可作图表示）及断口特征 ②分析两种材料的破坏原因低碳钢材料：灰铸铁材料： 4

6.灰铸铁压缩时的破坏情况，并分析破坏原因六、思考讨论题 1.简述低碳钢和灰铸铁两种材料的拉伸力学性能，以及力-变形特性曲线的特征。 2.试说明冷作硬化工艺的利与弊。 3.某塑性材料，按照国家标准加工成直径相同标距不同的拉伸试样，试判断用这两种不同试样测得的断后延伸率是否相同，并对结论给予分析。 5

七、小结（结论、心得、建议等）6

金属材料工程综合性设计性实验报告

金属热处理综合性、设计性实验报告课题名称：45号钢正常淬火与回火专业:金属材料工程班级: 3班姓名：訾春雨学号：０9０702４３08 指导教师:马臣

实验地点:佳木斯大学金属材料教研室实验课题名称:4５号钢的淬火与回火实验课题目的:对比在不同温度下对４５号钢进行淬火，回火实验。后的组织及其硬度HＲC之间的影响实验组成员: 组长:陈伟强组员：訾春雨霍长亮孙国威刘继宗王晓旭杨建

一、实验目的通过选材，测试原材料硬度，设计热处理工艺，进行热处理(淬火，回火)，测试处理后材料硬度，制备金相组织，在显微镜下进行观察。研究组织构成，分析材料成分、性能、热处理工艺组织结构之间的关系。培养综合分析能力。二.实验设备砂轮机,火花图谱，热处理中温炉5台，高温炉１台,金相磨抛光机４台,金相显微镜３台,布氏硬度计１台,洛氏硬度计3台,盐水1桶，机油1桶。金属材料试件（5种) 三．实验步骤 1．材料选择：拟制造零件：拖拉机传动轴、活塞销、收割机刀片、锉刀、滚动轴承等。根据零件挑选试样,后用砂轮机磨试样，观看活化形貌,对照火花图谱，鉴别材料。材料牌号判定结果：4５号钢 2．试样力学性能测定: 3．设计热处理工艺: 根据材料牌号,计划用于制造活塞销零件。采用回火工艺,零件硬度要求达到5０-65ＨRC 查表制定热处理工艺。淬火温度:800℃ 保温时间：t=KD K=1.0min/ｍm D为零件直径t＝1×30=30分钟淬火介质：水回火温度：４００℃ 回火时间：240分钟画出热处理工艺

4．热处理试验: 将淬火炉炉温升到8００℃ 回火炉炉温升到４00℃、放入工件，保温６0分后，进行淬火和回火。 5．热处理后材料硬度测试: 用ＨR150洛氏硬度计测量淬火,回火后试样硬度。测试淬火后硬度值：56.4ＨRC 回火后硬度值：３1．2ＨRC- 6．制备金相试样: 通过磨平、粗磨、抛光、腐蚀与吹干等制样步骤，制备金相试样。(写明过程） 1.取样用金相切割机或线切割机床截取，切割时要用水冷却，以免试样受热引起组织变化纵向取样,大小通常一般为φ1２×15mm 圆柱体２．磨光目的是得到一个平整光滑的表面。磨光分粗磨和细磨。粗磨：一般材料可用砂轮机将试样磨面磨平；要倒角倒边。细磨:目的是消除粗磨留下的划痕，为下一步的抛光作准备，细磨又分为手工细磨和机械细磨。手工细磨：选用不同粒度的金相砂纸(１８0、240、４00、600、８０0),由粗到细进行磨制。磨时将砂纸放在玻璃板上,手持试样单方向向前推磨，切不可来回磨制，用力均匀，不宜过重。每换一号砂纸时,试样磨面需转90°,与旧划痕垂直，以此类推,直到旧划痕消失为止。试样细磨结束后,用水将试样冲洗干净待抛。３．抛光目的是去除试样磨面上经细磨留下的细微划痕,使试样磨面成为光亮无痕的镜面。此次使用的是机械抛光。机械抛光在金相抛光机上进行。抛光时，试样磨面应均匀的轻压在抛光盘上。并将试样由中心至边缘移动。并做轻微移动。在抛光过程中要以量少次数多和由中心向外扩展的原则不断加入抛光微粉乳液,抛光应保持适当的湿度,因为太湿降低磨削力，使试样中的硬质相呈现浮雕。湿度太小,由于摩擦生热会使试样生温,使试样产生晦暗现象，其合适的抛光湿度是以提起试样后磨面上的水膜在3~５秒钟内蒸发完为准。抛光压力不宜

金属材料工程专业

金属材料工程专业专业简介学科：工学门类：材料类专业名称：金属材料工程专业本专业培养能在冶金、材料结构研究与分析、金属材料复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。就业方向多在冶金、机械、电子、化工、军工、航空航天、仪表等行业的公司、厂矿、科研设计单位，可以在高校从事同材料有关的科研、设计、开发，对新型材料的生产的管理，以及教学等工作。专业信息培养目标：本专业培养具备金属材料科学与工程等方面的知识，冶金、材料结构研究与分析、金属材料及复合材料制备、金属材料成型等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。培养要求：本专业学生主要学习材料科学的基础理论，掌握金属材料及其复合材料的成分、组织结构、生产工艺、环境与性能之间关系的基本规律。通过综合合金设计和工艺设计，提高材料的性能、质量和寿命，并开发新的材料及工艺。毕业生应获得以下几方面的知识和能力： ◆掌握材料科学的基础理论； ◆掌握金属材料的专业基础理论知识； ◆掌握金属材料的成型和加工工程的专业知识和技术经济管理知识； ◆掌握金属材料制品的检测、产品质量控制和防护措施的基本知识和技能； ◆具有金属材料的设计、选用及正确选择生产工艺及设备的初步能力； ◆具有本专业必需的机械、电工与电子技术、计算机应用的基本知识和技能； ◆具有研究开发新材料、新工艺和设备的初步能力。主干学科：材料科学与工程。主要课程：材料热力学、金属学、材料力学性能、材料分析技术、金属材料学、材料成型加工工艺与设备、计算机在材料工程中的应用。实践教学：包括金工实习、生产实习、课程设计、专业实验、计算机应用及上机实践、毕业设计。修业年限：4年。授予学位：工学学士学位。原专业名：金属材料与热处理(部分)、金属压力加工、粉末冶金、复合材料(部分)、腐蚀与防护、铸造(部分)、塑性成形工艺及设备(部分)。就业数据

材料力学扭转实验实验报告

扭转实验一．实验目的： 1.学习了解微机控制扭转试验机的构造原理，并进行操作练习。 2.确定低碳钢试样的剪切屈服极限、剪切强度极限。 3.确定铸铁试样的剪切强度极限。 4.观察不同材料的试样在扭转过程中的变形和破坏现象。二．实验设备及工具扭转试验机，游标卡尺、扳手。三．试验原理：塑性材料和脆性材料扭转时的力学性能。（在实验过程及数据处理时所支撑的理论依据。参考材料力学、工程力学课本的介绍，以及相关的书籍介绍，自己编写。）四．实验步骤 1.a 低碳钢实验（华龙试验机）（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。。（2）安装试样：启动扭转试验机，手动控制器上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，沿箭头方向旋转手柄，夹紧试样。（3）调整试验机并对试样施加载荷：在电脑显示屏上调整扭矩、峰值、切应变1、切应变2、夹头间转角、时间的零点；根据你所安装试样的材料，在“实验方案读取”中选择“教学低碳钢试验”，并点击“加载”而确定；用键盘输入实验编号，回车确定（按Enter 键）；鼠标点“开始测试”键，给试样施加扭矩；在加载过程中，注意观察屈服扭矩的变化，记录屈服扭矩的下限值，当扭矩达到最大值时，试样突然断裂，后按下“终止测试”键，使试验机停止转动。（4）试样断裂后，从峰值中读取最大扭矩。从夹头上取下试样。（5）观察试样断裂后的形状。 1.b 低碳钢实验（青山试验机）（1）量直径：用游标卡尺量取试样的直径。在试样上选取3各位置，每个位置互相垂直地测量2次直径，取其平均值；然后从3个位置的平均值中取最小值作为试样的直径。（2）安装试样：启动扭转试验机，手动“试验机测控仪”上的“左转”或“右转”键，调整活动夹头的位置，使前、后两夹头钳口的位置能满足试样平口的要求，把试样水平地放在两夹头之间，s τb τb τ 0d S M b M 0d

材料力学实验报告答案

篇一：材料力学实验报告答案材料力学实验报告评分标准拉伸实验报告一、实验目的（1分） 1. 测定低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。 2. 测定铸铁的强度极限σb。 3. 观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线（p－δl曲线）。 4. 比较低碳钢与铸铁的力学特性。二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm 三、实验数据（2分）四、实验结果处理（4分） ?s??b? psa0pba0 ＝300mpa 左右＝420mpa 左右＝20～30％左右＝60～75％左右 ?? l1?l0 ?100％ l0a0?a1 ?100％ a0 ?＝五、回答下列问题（2分，每题0.5分） 1、画出（两种材料）试件破坏后的简图。略 2、画出拉伸曲线图。 3、试比较低碳钢和铸铁拉伸时的力学性质。低碳钢在拉伸时有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段，而铸铁没有明显的这四个阶段。 4、材料和直径相同而长短不同的试件，其延伸率是否相同？为什么？相同延伸率是衡量材料塑性的指标，与构件的尺寸无关。压缩实验报告一、实验目的（1分） 1. 测定压缩时铸铁的强度极限σb。 2. 观察铸铁在压缩时的变形和破坏现象，并分析原因。二、实验设备（1分）机器型号名称电子万能试验机（0.5分）测量尺寸的量具名称游标卡尺精度 0.02 mm （0.5分）三、实验数据（1分）四、实验结果处理（2分） ?b? pb =740mpaa0 左右五、回答下列思考题（3分） 1.画出（两种材料）实验前后的试件形状。略 2. 绘出两种材料的压缩曲线。略 3. 为什么在压缩实验时要加球形承垫？

青岛理工大学材料力学实验报告记录

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材料力学实验报告系别班级姓名学号青岛理工大学力学实验室

目录实验一、拉伸实验报告实验二、压缩实验报告实验三、材料弹性模量E和泊松比μ的测定报告实验四、扭转实验报告实验五、剪切弹性模量实验报告实验六、纯弯曲梁的正应力实验报告实验七、等强度梁实验报告实验八、薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定报告实验九、压杆稳定实验报告实验十、偏心拉伸实验报告实验十一、静定桁架结构设计与应力分析实验报告实验十二、超静定桁架结构设计与应力分析实验报告实验十三、静定刚架与压杆组合结构设计与应力分析实验报告实验十四、双悬臂梁组合结构设计与应力分析实验实验十五、岩土工程材料的多轴应力特性实验报告

实验一拉伸实验报告一、实验目的与要求：二、实验仪器设备和工具：三、实验记录： 1、试件尺寸实验前：实验后： 2、实验数据记录：屈服极限载荷：P S = kN 强度极限载荷：P b = kN 材料标距 L 0 (mm) 直径（mm ）截面面积 A 0 (mm 2) 截面（1）截面（2）截面（3）（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均材料标距 L (mm) 断裂处直径（mm ）断裂处截面面积 A(mm 2) （1）（2）平均

四、计算屈服极限： ==0 A P s s σ MPa 强度极限： == A P b b σ MPa 延伸率： =?-= %10000 L L L δ 断面收缩率： =?-= %1000 0A A A ψ 五、绘制P －ΔL 示意图:

金属材料的熔炼和浇铸部分实验报告

《材料的制备技术与实践课程-金属材料》金属材料的熔炼和浇铸部分实验报告一、实验目的金属材料的熔炼和铸造作为金属材料使用最为广泛的成型方法之一，在工业零件，尤其是大型零件的制备中具有不可替代的地位。本实验通过对有色合金进行熔炼浇注，了解铸造的整个流程，对金属的铸造有直观的认识。二、实验方法实验步骤： 1. 坩埚熔炼炉的使用本实验使用电阻坩埚熔炼炉，主要包括两个部分：加热部分-电阻丝加热熔炼炉和控温部分-控温实验名称金属材料的熔炼和浇铸部分时间地点 2015年12月 23 日材料学院325室指导教师王军、严彪专业班级无机班级无机班学生姓名沈杰学号 1531519

继电器。打开总电源，在控温继电器的显示屏幕上显示有两个数字，红色的数字为当前熔炼炉炉内温度，绿色数字为设定的加热保温温度。待继电器示数稳定后，对加热温度进行设置。点击按钮，设定数字变为4位数并闪动，点击按钮，选择要改变的位置，按进行调节，直到设定为想要的温度。点击按钮，确定加热保温温度。打开加热电源后，电流表显示有加热电流，说明已经开始加热。到达温度后保温一段时间，直至坩埚内金属熔化为液态。 2.金属浇注的方法关闭加热电源，打开熔炼炉炉盖，用铁钳将坩埚从熔炼炉中取出，慢慢倾倒坩埚，使得里面的金属溶液慢慢流入模具中，充满整个形腔。将模具静置，待其冷却后卸模取样。注意事项：金属浇注是高温操作，必须注意安全，必须穿戴白帆布工作服和工作皮鞋。严格按照操作流程，预防危险。浇注前，必须清理浇注行进通道，防止摔倒。浇注时必须切断加热电源。在浇注前对模具进行预烘，防止模具中残留水分导致金属溶液飞溅。三、思考题 1、铸造时温度的选择有什么要求？铸造过程中温度的选择至关重要：过高温度浇注易造成粘砂、铁夹砂、缩孔、缩松、热裂、跑火、局部氧化、尺寸不合格、反应性气孔偏多等缺陷；过低温度浇注易造成：浇不足、冷隔、过渡圆角偏大、夹渣、夹砂、析出性气孔偏多等缺陷。在铸造过程中，对浇注温度的要求：“薄壁上限，厚大下限”。薄壁上限是指当铸件有薄壁类结构时为了减少浇不足、冷隔等冲型类缺陷要将浇筑注温度提高到上限值来提高钢(铁)水的流动性；厚壁下限要引出一个说法叫低温快浇。在铸件浇注时，适度的降低浇注温度可以减少涂料的耐火压力，降低液态收缩量，在某些条件下可以起到细化晶粒，减少成分偏析，改善围观组织，将宏观的集中缩空转化为微观的晶界疏松等作用。但是充型能力会变差，这也就是壁厚的铸件可以适当的降低浇注温度的原因。对于不同铸锭的具体要求如下：

扭转破坏实验实验报告

篇一：扭转实验报告一、实验目的和要求 1、测定低碳钢的剪切屈服点?s、剪切强度?b，观察扭矩-转角曲线（t??曲线）。 2、观察低碳钢试样扭转破坏断口形貌。 3、测定低碳钢的剪切弹性模量g。 4、验证圆截面杆扭转变形的胡克定律（??tl/gip）。 5、依据低碳钢的弹性模量,大概计算出低碳钢材料的泊松比。二、试验设备和仪器 1、微机控制扭转试验机。 2、游标卡尺。 3、装夹工具。三、实验原理和方法遵照国家标准（gb/t10128-1998）采用圆截面试样的扭转试验，可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。如材料的剪切屈服强度点?s和抗剪强度?b等。圆截面试样必须按上述国家标准制成（如图1-1所示）。试验两端的夹持段铣削为平面，这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。图 1-1 试验机软件的绘图系统可绘制扭矩-扭转角曲线，简称扭转曲线（图1-2中的曲线）。图3-2 从图1-2可以看到，低碳钢试样的扭转试验曲线由弹性阶段（oa段）、屈服阶段（ab段）和强化阶段（cd段）构成，但屈服阶段和强化阶段均不像拉伸试验曲线中那么明显。由于强化阶段的过程很长，图中只绘出其开始阶段和最后阶段，破坏时试验段的扭转角可达10?以上。从扭转试验机上可以读取试样的屈服扭矩破坏扭矩由算材料的剪切屈服强度抗剪强度式中：试样截面的抗扭截面系数。 ts和tb。和?s?3ts/4wt计?s和?b，wt??d0/16为 3?s?3ts/4wt计算材料的剪切屈服强度?s和抗剪强度?b，式中：wt??d0/16 3 为试样截面的抗扭截面系数。当圆截面试样横截面的最外层切应力达到剪切屈服点?s时，占横截面绝大部分的内层切应力仍低于弹性极限，因而此时试样仍表现为弹性行为，没有明显的屈服现象。当扭矩继续增加使横截面大部分区域的切应力均达到剪切屈服点?s时，试样会表现出明显的屈服现象，此时的扭矩比真实的屈服扭矩ts要大一些，对于破坏扭矩也会有同样的情况。图1-3所示为低碳钢试样的扭转破坏断口，破坏断面与横截面重合，断面是最大切应力作用面，断口较为平齐，可知为剪切破坏。图 1-3材料的剪切弹性模量g遵照国家标准（gb/t10128-1988）可由圆截面试样的扭转试验测定。在弹性范围内进行圆截面试样扭转试验时，扭矩和扭转角之间的关系符合扭转变形的胡克定律 ??tlp 4 i??d0为截，式中：p 面的极惯性矩。当试样长度l和极惯性矩ip均为已知时，只要测取扭矩增量 ?t和相应的扭转角增量??，可由式 g? ?t?l ???ip 计算得到材料的剪切弹性模量。实验通常采用多级等增量加载法，这样不仅可以避免人为读取数据产生的误差，而且可以通过每次载荷增量和扭转角增量验证扭转变形的胡克定律。四、实验步骤 1、测量低碳钢试样直径d1，长度l； 2、装夹试样；在试样上安装扭角测试装置，将一个定

金属材料工程简介

二、专业综合介绍材料科学是21世纪四大支柱学科之一，而金属材料工程则是材料科学中一个重要的专业方向。众所周知，金属工具的制造和使用标志着人类文明的一个重大进步。从青铜到钢铁，再到当今形形色色的合金材料，人类在自身不断进步的同时，从未放松过对金属材料的研究和开发。金属材料工程是国家重点支持的研究方向，每年都有大量的资金投入，成果也很显著。该专业研究范围很广，可以说所有的金属元素都在其研究范围之内。目前国内主要侧重于铁合金、铝合金以及其他一些特种金属材料的研究开发。金属材料工程是一门实用性很强的专业，通过对金属材料制备工艺及其原理的探索，研究成果可以直接应用于现实生产，所取得的进展和人民群众的日常生活密切相关。但喜欢理论研究的同学也可以在此发挥自己的才能，这里有广阔的理论研究空间。材料技术人员虽然掌握了许多种金属材料的制备工艺，但至今还没有完全弄清楚其中的道理，而从理论上阐明这一切对材料科学的进一步发展意义非凡。于是从中也演化出计算材料学，也就是利用计算机模拟各种原子、分子的相互作用，从而设计出符合要求的材料，这对现实生产有着极其重要的指导作用。近年来，这一领域还有许多新的发展，比如储氢材料、摩擦材料以及和纳米技术相结合的协同材料等等。

金属材料工程发展历史很长，基础非常雄厚，可以说从事这方面研究的人员一开始就站在了巨人的肩膀上，这对许多同学来说是非常有利的。这里培养的学生大都具有很高的专业素养，技术能力出众；同时他们所学到的知识和经验往往是和其他学科相通的，所以在毕业后能够适应多种工作，正所谓大学生关键在学习“方法”而不是纯粹的知识。但是需要注意的是，借助学科雄厚的基础，初学者虽然很容易入门，但入门后看见的是一片片整整齐齐的田野，仿佛没有值得开垦的地方，要想取得突破性进展得下一番力气。因此学生在学习时需要注重培养自己的观察和判断能力，不盲目迷信书本和权威，敢于放开自己的思维。大家要记住，金属材料工程专业需要严谨、勤奋、踏实的作风，这里所取得的任何成就都是建立在辛勤汗水之上的。同时，还要注重学习“方法”而不只是记忆“知识”，要知道，金属材料研究有很长的历史，其中许多方法是很值得其他领域借鉴的。有志于为国家的长久发展做出贡献的同学不妨考虑这个专业，因为她的成果和国计民生息息相关。举例说，我国是钢铁生产大国，年出口量很大，但是我们送出去的大多是廉价的原料钢种，一些发达国家加工后又以较高的价格返销回来。经济上的损失不说，还使我国在许多方面受制于人。近年来我们在金属材料研究领域取得了很大的进展，但仍需要有志青年投身其中。经过本科学习，你会获得工学学士学位，这预示着你将成为从事金属材料的制备、生产、开发、应用和管理的高级专业

青岛理工大学--材料力学--实验报告

材料力学实验报告系别班级姓名学号青岛理工大学力学实验室目录实验一、拉伸实验报告实验二、压缩实验报告实验三、材料弹性模量E和泊松比μ的测定报告实验四、扭转实验报告实验五、剪切弹性模量实验报告实验六、纯弯曲梁的正应力实验报告实验七、等强度梁实验报告实验八、薄壁圆筒在弯扭组合变形下主应力测定报告实验九、压杆稳定实验报告实验十、偏心拉伸实验报告实验十一、静定桁架结构设计与应力分析实验报告实验十二、超静定桁架结构设计与应力分析实验报告实验十三、静定刚架与压杆组合结构设计与应力分析实验报告实验十四、双悬臂梁组合结构设计与应力分析实验实验十五、岩土工程材料的多轴应力特性实验报告实验一拉伸实验报告

一、实验目的与要求：二、实验仪器设备和工具：三、实验记录： 1、试件尺寸实验后：屈服极限载荷：P S = kN 强度极限载荷：P b = kN 四、计算屈服极限： == A P s s σ MPa 强度极限： == A P b b σ MPa 延伸率： =?-= %10000 L L L δ 断面收缩率： =?-= %1000 0A A A ψ 五、绘制P －ΔL 示意图: 实验二压缩实验报告一、实验目的与要求：二、实验仪器设备和工具：三、试件测量：材料标距 L 0 (mm) 直径（mm ）截面面积 A 0 (mm 2) 截面（1）截面（2）截面（3）（1）（2）平均（1）（2）平均（1）（2）平均材料标距 L (mm) 断裂处直径（mm ）断裂处截面面积 A(mm 2) （1）（2）平均材料直径（mm ）截面面积 A 0(mm 2)

材料力学实验

1,为何在拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,材料相同而长短不同的试件延伸率是否相同? 答:拉伸实验中延伸率的大小与材料有关,同时与试件的标距长度有关.试件局部变形较大的断口部分,在不同长度的标距中所占比例也不同.因此拉伸试验中必须采用标准试件或比例试件,这样其有关性质才具可比性. 材料相同而长短不同的试件通常情况下延伸率是不同的(横截面面积与长度存在某种特殊比例关系除外). 2, 分析比较两种材料在拉伸时的力学性能及断口特征. 答:试件在拉伸时铸铁延伸率小表现为脆性,低碳钢延伸率大表现为塑性;低碳钢具有屈服现象,铸铁无.低碳钢断口为直径缩小的杯锥状, 且有450的剪切唇，断口组织为暗灰色纤维状组织。铸铁断口为横断面，为闪光的结晶状组织。. 3,分析铸铁试件压缩破坏的原因. 答：铸铁试件压缩破坏，其断口与轴线成45°~50°夹角，在断口位置剪应力已达到其抵抗的最大极限值，抗剪先于抗压达到极限，因而发生斜面剪切破坏. 4,低碳钢与铸铁在压缩时力学性质有何不同? 结构工程中怎样合理使用这两类不同性质的材料? 答：低碳钢为塑性材料，抗压屈服极限与抗拉屈服极限相近，此时试件不会发生断裂，随荷载增加发生塑性形变；铸铁为脆性材料，抗压强度远大于抗拉强度，无屈服现象。压缩试验时，铸铁因达到剪切极限而被剪切破坏。通过试验可以发现低碳钢材料塑性好，其抗剪能力弱于抗拉；抗拉与抗压相近。铸铁材料塑性差，其抗拉远小于抗压强度，抗剪优于抗拉低于抗压。故在工程结构中塑性材料应用范围广，脆性材料最好处于受压状态，比如车床机座。 5,试件的尺寸和形状对测定弹性模量有无影响?为什么? 答: 弹性模量是材料的固有性质，与试件的尺寸和形状无关。 6, 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量是否相同?为什么必须用逐级加载的方法测弹性模量? 答: 逐级加载方法所求出的弹性模量与一次加载到最终值所求出的弹性模量不相同，采用逐级加载方法所求出的弹性模量可降低误差，同时可以验证材料此时是否处于弹性状态，以保证实验结果的可靠性。 7, 试验过程中,有时候在加砝码时,百分表指针不动,这是为什么?应采取什么措施? 答：检查百分表是否接触测臂或超出百分表测量上限，应调整百分表位置。 8,测G时为什么必须要限定外加扭矩大小? 答：所测材料的G必须是材料处于弹性状态下所测取得，故必须控制外加扭矩大小。 9, 碳钢与铸铁试件扭转破坏情况有什么不同?分析其原因.

金属材料专业实验

金属材料工程专业综合实验实验题目热处理工艺对组织和性能的影响学院机械工程学院班级08材料学号A08XXX 姓名XXX 日期2011.12.27—2012.1.8

一、实验目的与要求专业综合实验是材料类专业的一个重要的实践教学环节。由于它对前继课程的涵盖性以及生产实际的密切联系，所以在培养学生的综合实验能力和提高综合素质方面具有不可替代的作用。专业综合实验是学生在校期间第一次较全面的实验能力训练，在学生总体培养目标中占有重要的地位。通过对一般通用材料的化学成分、显微组织分析、建立热处理工艺与性能之间的联系，使学生掌握含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度对组织性能的影响，熟悉材料分析的基本方法；对学生进行热处理工程师的基本训练，是学生会使用现代的实验方法。加深学生对也学过的专业基础及专业课的理解，为学生的毕业设计打下坚实的基础。要求学生查阅一定数量的相关资料，根据自己的题目制定热处理工艺及实验方案，自己动手实施热处理，测定材料的化学成分及强度、塑性、韧性、硬度等。照出的显微组织要清晰、典型，最后整理实验数据、写出实验报告。二、实验类型验证型实验三、实验原理及说明 1.钢的退火与正火

把钢加热到临界温度以上或一下，保温一定的时间，然后随炉冷却的热处理工艺称为退火。退火目的是均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力，细化晶粒，改善组织，并为零件最终热处理准备合适的内部组织。退火包括完全退火和不完全退火把钢加热到临界温度以上，完全奥氏体化，保温一定的时间，然后空冷的热处理工艺成为正火。正火的目的是获得一定的硬度、细化晶粒，消除组织中的缺陷。 2.钢的淬火与回火把钢加热到临界温度A C1或A C3以上保温并随之以大于临界冷却速度冷却，以得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。淬火的主要目的是提高材料的硬度和强度。对于45号钢，淬火组织为马氏体+残余奥氏体。回火是将淬火后的钢件加热到A1一下某温度，经保温后冷却到室温，使其转变成稳定的回火组织。回火的目的是消除淬火后产生的应力，降低脆性，改善机械性能。按回火温度可分为：低温回火温度为150—250℃ 中温回火温度为350—500℃ 高温回火温度为500—650℃ 其组织依次为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体。 3.热处理工艺要素加热温度（T）、保温时间（t）、冷却速度（V）。热处理工艺的制定主要参照这三要素。（1）加热温度对于45号钢，加热温度不足，得到铁素体+马氏体，会出现软点，硬度下降。加热温度过高，会引起奥氏体晶粒粗大，机械性能下降。（2）保温时间的确定主要考虑钢的化学成分、原始状态、工件的形状及尺寸、装炉量和装炉方式。（3）冷却速度影响冷却速度直接影响到钢淬火后的组织和性能。选择淬火介质的第一

金属材料工程实训报告

专业实训报告专业：金属材料工程班级：金属材料1104 姓名：周子恒学号：11495100425 指导教师：范才河成绩：冶金工程学院 2014-2015学年第1学期

实训要求与报告撰写说明 1. 实训期间学生须遵守有关的规章制度和实训纪律，树立安全第一的思想，要经常与指导老师交流，按时完成本报告。 2. 指导老师由系安排，负责学生实训期间及报告填写过程中的专业指导，并根据实训报告、实训表现、实训操作等对学生进行综合鉴定和评分。 3. 本报告为学生专业实训总结，请认真如实填写。 4. 本报告作为学生综合实践环节基本材料，必须在指定时间内交系办公室。 5. 实训报告完成所涉及的部分内容要求：（1）实训目的：实验最重要的做法与目标简述。（2）实训背景：原理文字叙述、公式、实验装置示意图、原理图等。（3）实训方案：结合实验设备，方案设计合理、新颖。（4）实训步骤：实训进行的步骤、过程，用自己思考的方式给予整理叙述，画出流程图。（5）实训数据和数据处理：纪录实训结果，并加以分析，作图并计算出所有可能经计算的数据（可以怀疑实训数据重做实验，千万不可攥改数据）。（6）实训结论：经过数据处理后得出的实验结果或结论。（7）意见和建议：改进实训建议、实训成功或失败的经验教训总结，并讨论可能改进实训正确性的方式与实验装置。 6. 特殊情况可附加说明。 7. 实验报告版面按A4纸打印，但内容要求手写，绝不能抄袭！图用坐标纸画出后及表格用尺子画出或打印后粘贴在实训报告内。冶金工程学院

目录实训一中厚板轧制过程模拟 (3) 实训二型钢轧制过程模拟 (21)

材料力学实验指导书

一拉伸试验一、目的 1、测定低碳钢的流动极限（屈服极限）s σ，强度极限b σ，延伸率δ和面积收缩率?。 2、测定铸铁的强度极限b σ。 3、观察拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图（l P ?-曲线）。 4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）机械性质的特点。二、设备 1、液压式万能试验机。 2、游标卡尺。三、试样试件可制成圆形或矩形截面。常用试样为圆形截面的。如图1－7所示。试件中段用于测量拉伸变形，此段的长度o l 称为“标矩”，两端较粗部分是装入试验夹头中的，便于承受拉力，端部的形状视试验机夹头的要求而定，可制成圆柱形（1－7），螺纹形（图1－8）或阶梯形（图1－9）。试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果会有所影响，为了避免此各种影响，使各种材料的力学性质的数值能互相比较，所以对试件的尺寸和形状都有统一规定。目前我国规定的试样

有标准试件和比例试件两种，具体尺寸见表1－1， 0. A是圆形或矩形截面面积。试件标距 ) (mm l o 截面面积 ) (2 mm A 圆形试件 ) ( mm d 直径延伸率表示符号标准试件长100 78.5 10 10 δ 短50 78.5 10 sδ比例试件长 3. 11A任意任意 10 δ 短 65 .5A任意任意 s δ 四、原理材料的力学性质 s σ、 b σ、δ和?是由拉伸破坏试验来确定的，试验时，利用试验机的自动绘图器绘出低碳钢拉伸图（图－10）和铸铁拉伸图（图1－11）。对于低碳材料，图1－10上的B－C为流动阶段，B点所对应的应力值称为流动极限。确定流动载荷 s p时，必须缓慢而均匀地使试件产生变形，同时还需要注意观察。测力盘主针回转后所指示的最小载荷（第一次下降的最小载荷）即为流动载荷 s p，继续加载，测得最大