金属万能材料试验机，如何做低温拉伸试验？操作方法原理快来看

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金属万能材料试验机，如何做低温拉伸试验？操作方法原理快来看

金属材料拉伸试验的操作步骤

低碳钢拉伸实验的实验原理和步骤

万能材料试验机如何使用？

一、金属万能材料试验机，如何做低温拉伸试验？操作方法原理快来看

金属材料低温拉伸试验

低温条件下金属材料的性能会发生严重的变化，温度越低，金属材料的强度会变高，但塑性会变差，产生由韧变脆的现象，所以研究材料的低温性能对于在低温环境中工作的材料的选择、失效分析和安全评估都有至关重要的意义。低温拉伸测试指样品在-196℃ lt;10℃范围内金属拉伸，测定材料的大破坏力、抗拉强度、屈服强度、伸长率和收缩率等指标。因为其需要低温的测试环境，所以需要另外的低温装置。那么今天科准测控小编邱邱来给大家讲解一下相关知识点。

参考标准

金属材料低温拉伸试验按照GB/T13239-2006《金属材料低温拉伸试验方法》进行。

测试试样

低温拉伸试样尺寸如图2-31、2-32、2-33、2-34所示，其他要求与室温拉伸式样相同。

试验设备

1.万能材料试验机

试验机应符合GB/于16825.1的要求，准确度级别应为1级或优于1级，除非产品标准另作规定。

2.引伸计

引伸计的准确度级别应符合GB/T12160的要求。测定上屈服强度、下屈服强度、规定塑性延伸强度的试验，应使用不低于1级准确度的引伸计。测定其他具有较大延伸率的性能，例如抗拉强度及断后伸长率，应使用不低于2级准确度的引伸计。

引伸计标距应不小于10mm,固定在试样平行长度的中间位置并沿着中心轴的方向。应优先采用能同时测定试样两侧面延伸的双面引伸计，测定屈服强度和规定强度性能时推荐 Le>L0/2 测定最大力或最大力之后的性能时推荐Le=L0，或近似等于L0。

为了使室温的波动对引伸计读数的影响降到最低，应防止引伸计超出冷却装置的任何部分受到空气气流的影响，尽可能保持室温温度的稳定性和试验机周围空气气流的平稳。

3.冷却装置

(1)一般要求

冷却装置应能将试样冷却到规定温度，并具有保温能力，应保证试验温度的稳定性和均匀性。

冷却方法一般有如下几种：

1）借助冷却装置（低温恒温器）

2）借助压缩气体膨胀（如 CO_2 或N2）冷却。

3）借助达到沸点时刻的液体（如液 N_2^2 或冷冻液（如酒精）的浸泡冷却。根据试验温度可选用表2-23中的冷却介质。当操作冷却介质的时候，测试人员应事先采取符合相关规定的安全防范措施。避免造成人员伤害，以及对测试仪器、试样的损坏。

(2) 温度测量装置

冷却介质或试样的温度用热电偶或其他适当的装置测量，选用适当类型和等级的热电偶对温度测量的准确性起重要作用。

温度测量装置的分辨力应该达到1℃或更好，其误差为在-40-10°C 范围应不超过±2C℃，在 -196-40℃范围应不超过±3℃。

(3) 允许的温度偏差

规定温度和指示温度之间允许的温度偏差不超过±3℃。试样标距两端温度差的绝对值应不超过3℃。

温度偏差的判定依据是：在试验过程中，力至少达到测定规定塑性伸长相应的试验力时所测定的温度变化。

(4) 温度测量系统的检验

温度测量系统包括：传感器和指示装置。在工作温度范围的检验周期不宜超过90d。如果检验记录显示系统性能的稳定性对测量的准确性影响很小，那么可以延长检验周期但不能超过一年，在检验报告中要记录温度测量系统的误差。

用于检验温度测量系统的仪器应能潮源到国家基准。

试验内容及结果表示

1.试样的冷却

试样冷却到规定温度，冷却时间的长短取决于试样的形状、尺寸、表面状况、材料本身的特性、夹具的质量及冷却介质的形式等。因此，通过预冷却试验决定冷却的时间。

冷却介质为液体时，对厚度或直径不大于5mm的试样，保温时间不少于5min;对厚度或直径大于5mm的试样，保温时间不少于10min。

冷却介质为气体时，对厚度或直径不大于5mm的试样，保温时间不少于10min;对厚度或直径大于5mm的试样，保温时间不少于15min。

在冷却过程中，除非有特殊的约定，温度不能超过规定温度的允许偏差范围。当试样达到规定温度时引伸计调零。

只有当引伸装置达到稳定状态后，加力才能开始。

2.温度的测量

在试样平行长度部分的表面测量其温度时，热电偶测量端应与试样的表面有良好的接触。当标距小于50mm,热电偶分别固定在平行长度部分的两端；当标距大于或等50mm,应在平行长度的两端及中间各固定一支热电偶。

如果试样浸泡在均匀的液体介质中，可以直接在液体中测定温度。

试验在液氮中进行则不需要测量温度,但要在试验报告中记录。

3.试验力

试验力的施加使试样应变增加,应采用连续(非阶梯式)的加载方式,没有冲击和颤动。应尽量使试样受轴向拉力的作用,将试样标距内可能受到的挠度和扭矩的影响降到最小。

4. 试验速率

除非产品标准另有规定,试样平行长度内的应变速率即为试验速率

(1) 测定上屈服强度时的试验速率

弹性范围内直至上服强度,应变速率应在0.00003-0.0003/s之间,并尽可能保持恒定,如果万能材料试验机不能测定或控制应变速率,可以通过控制试验机夹头的分离速率间接控制应力速率在6-60Pa/的范围。

(2) 测定下屈服强度时的试验速率

若仅测定下屈服强度,弹性范围内试验速率应符合测定上屈服强度时的试验速率的要求,在试样平行长度内的服阶段应变速率应在0.000030.0025/之间,并尽可能保持恒定。如果不能直接调节这一应变速率,应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整,在屈服完成之前不再调节试验机的控制。

(3) 同时测定上屈服强度和下屈服强度时的试验速率

同时测定上屈服强度和下屈服强度时的试验速率,应满足测定下屈服强度时的试验速率的要求。

(4)测定规定塑性延伸强度时的试验速率包括以下内容:

1)在弹性范围内的试验速率应符合测定上屈服强度时的试验速率的要求，

2)在塑性范围内直至达到规定塑性延伸强度为止,应变速率应在0.00003-

0.0025/s之间。

(5)测定抗拉强度时的试验速率在塑性范围内应变速率应不超过0.008/s。如果试验不包括服强度或规定塑性延伸强度的测定,试验速率可以达到塑性范围内允许的应变速率的最大值。

5,原始横截面积的测定

通过准确测量尺寸计算原始横截面积,并至少保留4位有效数字,测量尺寸的偏差不超过0.5%或±0.01mm,取其中大的值测量时建议按照表2-24选用量具或测量装置。

6.原始标距的标记

应尽量采用小标记、细画线或细墨线标记原始标距,但不得用可能引起过早试样断裂的缺口作标记。

无缺口敏感性的材料允许用小刻痕作标记。

对于比例试样,应将原始标距的计算值修约至最接近5mm的倍数,中间值向最大一方修约。原始标距的标记应准确到±1%。

如果平行长度比原始标距长许多,例如不经机加工的试样,可以标记一系列套叠的原始标记。

有时,可以在试样表面画一条平行于试样纵轴的线,并在线上标记原始标距。

7.低温拉伸性能的测定

断后伸长率A、规定塑性延伸强度R,、抗拉强度R、上屈服强度R、下屈服强度

R、断面收缩率Z的测定方法均与室温拉伸试验时相同。

8.试验结果数值的修约

试验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如果未规定具体要求,应按照表2-25的要求进行修约。修约的方法按照GB/T8170。

好了以上就是给大家分享的关于金属材料低温拉伸试验的相关知识点。关于这块内容大家如果有还有不太明白的，欢迎私信我。免费为您答疑解惑。如果还有对金属材料低温拉伸试验方法、金属材料低温拉伸试验国外标准，以及试验标准对比，金属材料高温拉伸试验方法，以及金属材料室温拉伸试验报告等相关信息感兴趣的朋友，也可以咨询我们。科准测控专注于材料力学试验机多年，致力于材料力学知识点的普及。

一、金属材料拉伸试验的操作步骤

1、 选择合适的拉伸夹具，并安装好；
2、 按此顺序开机：显示器→打印机→计算机→启动试验软件→液压源；
3、 进入试验窗口，选择试验方法，设定试验参数；测量试样尺寸，输入相关试验参数；
4、 安装拉伸试样；
5、 安装引伸计，用来检测材料的变形；
6、 传感器示值清零，开关转换到加荷档，打开送油阀，点击试验窗口的“运行”按钮，进入试验状态；
7、 直到试样拉断，设备会自动保存试验数据，关闭送油阀；
8、 取下试样，打开回油阀
9、 关机顺序：液压源→退出试验软件→工控机→计算机→显示器→打印机。
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二、低碳钢拉伸实验的实验原理和步骤

● 原理部分：
低碳钢是工程上最广泛使用的材料，同时，低碳钢试样在拉伸试验中所表现出的变形与抗力间的关系也比较典型。低碳钢的整个试验过程中工作段的伸长量与荷载的关系由拉伸图表示。做实验时，可利用万能材料试验机的自动绘图装置绘出低碳钢试样的拉伸图即下图中拉力F与伸长量△L的关系曲线。需要说明的是途中起始阶段呈曲线是由于试样头部在试验机夹具内有轻微滑动及试验机各部分存在间隙造成的。大致可分为四个阶段：
（1）弹性阶段OA：这一阶段试样的变形完全是弹性的，全部写出荷载后，试样将恢复其原长。此阶段内可以测定材料的弹性模量E。
（2）屈服阶段AS’：试样的伸长量急剧地增加，而万能试验机上的荷载读数却在很小范围内（图中锯齿状线SS’）波动。如果略去这种荷载读数的微小波动不计，这一阶段在拉伸图上可用水平线段来表示。若试样经过抛光，则在试样表面将看到大约与轴线成45°方向的条纹，称为滑移线。
（3）强化阶段S’B 试样经过屈服阶段后，若要使其继续伸长，由于材料在塑性变形过程中不断强化，故试样中抗力不断增长。
（4）颈缩阶段和断裂BK 试样伸长到一定程度后，荷载读数反而逐渐降低。此时可以看到试样某一段内横截面面积显著地收缩，出现“颈缩”的现象，一直到试样被拉断。断口呈杯锥状如右图所示
利用原始标距内的残余变形来计算材料断后伸长率A和断面收缩率Z，计算公式为：
式中L0为原始标距长度，S0为原始横截面面积，Lu为试样断裂后标距长度，Su为试样断裂后颈缩处最小横截面面积。
图2-4 低碳钢拉伸图
● 步骤：
1在试样的原始标距长度L0范围内，用试样划线器细划等分10个分格线
2．根据GB/T 228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》中第7章的规定，测定试样原始横截面面积。本次实验采用圆形截面试样，应在标距的两端及中间处的两个相互垂直的方向上各测一次横截面直径d，取其算术平均值，选用三处中平均直径最小值，并以此值计算横截面面积S0，其S0 =πd2/4。该计算值修约到四位有效数字（π取五位有效数字）。
3．打开试验机，安装试样，可快速调节试验机的夹头位置，将试样先夹持在上夹头中，再升起下夹头，将试样夹牢并使之铅直；
4．在计算机上输入已测平均直径中最小值等参数，并勾选所需测定的参数FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值，上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm。将进油阀关闭，按试验机上启动键。同时，操作计算机软件使之开始绘制曲线图。
5..在加载实验过程中，总的要求应是缓慢、均匀、连续地进行加载。并采用位移控制速率0.009mm/s。开始测定时至达到屈服强度阶段，试样平行长度的控制速率为0.009mm/S。达到强化阶段后可适当增大速率至0.015mm/s。试样拉断后立即停机并先取下试样，然后打开回油阀，使工作平台复位。
5．在实验中，注意观察拉伸过程四个特征阶段中的各种现象，记录的上屈服点力FeH值、下屈服点力FeL值和最大力Fm值，上屈服强度Reh,下屈服强度Rel抗拉强度Rm
考虑软件识别问题，手动定位并设置下屈服点。
6.将断后试样拼接并用游标卡尺测断后标距Lu，和拉断处最小断面的直径du。

三、万能材料试验机如何使用？

偶滴天，这问题比较复杂，看你们实验室的实验规则吧。
第一步，打开万能试验机电源，同时打开与试验机相连的控制软件
第二步，点击控制软件的启动
第三步，在控制软件里有控制加载梁移动的上下箭头，用那玩意儿控制横梁的位置，到达合适你夹试样的空间
第四步，加载试样，同时记录自然试样不受载情况下机器的输出载荷
第五步，设置实验条件，比如实验类型（拉伸、压缩？），加载速度等
第六步，预加载消除间隙，一般得来回几次，到加载曲线和卸载曲线重合为止，最后卸载到第四步记录的试样在不受载情况下机器的输出载荷。
第七步，点击向右的箭头，开始实验吧，拉呀拉，拉到试样破坏？
第八步，结束试验，点击数据有效，存储数据。
第九步，在软件里以前的启动位置点击制动，然后关闭软件，断试验机电源
第10步，请整理实验室设备，打扫卫生。