形一般应超过变形轴的二分之一以上。
在自动绘制的力一变形曲线图（见图22－18）上，自O点起在变形轴上取CD段（εtc?L0?n），过D点作与力轴平行的DM直线交曲线于M点，其对应的力Ftc为所测规定总压缩力。总压缩应力按公式 σtc=Ftc/S0 计算。 4、压缩屈服极限（σsc）的测定
压缩屈服极限指试样在压缩试验过程中，达到力值不再增加而仍继续变形时所对应的应力。
用力一变形作图法测定。力轴同上述的规定，变形轴应根据屈服阶段的变（a） （b） 形来确定。 图22－19 作图法求Fsc(一)
在自动绘制的力一变
形曲线图（22－19 a、b）上，判读屈服平台的恒定实际压缩力或塑性屈服阶段的最低实际压缩力即为屈服力Fsc；若屈服阶段曲线出现多个波峰波谷时，取第一个波谷之后的最低实际压缩力为屈服力（见图22－20）。压缩屈服极限按公式 σsc=Fsc/S0 计算。
如协议允许，屈服力可在测力度盘上判读。
5、抗压强度（σbc）的测定
抗压强度指试样压至破坏过程中的最大应力。
试样压至破坏，从力-变形曲线图上确定最大实际压缩力Fbc
（见图22－21），或从测力度盘读最大力值。抗压强度按公式 σbc=Fbc/S0 计算。
6、压缩弹性模量（Ec）的测定
压缩弹性模量指在压缩试验过程中，应力应变成线性关系时应力与应变的比值。
用力-变形作图法测定。力轴同上述的规定，变形放大倍数应大于500倍。
在自动绘制的力－变形曲线图（见图22－18）上，取弹性直线段上J、K两点（点距应尽可能长），读出对应的力Fj、Fk以及变形ΔLj、ΔLk，则弹性模量按下列公式计算：
图22－20 作图法求Fsc(二)
Ec?(Fk?Fj)L0(?Lk??Lj)S0
图22－21 作图法求Fbc
如材料无明显的弹性直线段，又没有其他规定时，则按逐次逼近方法处理。 （六）性能测定的结果 1、数字修约
数字修约方法按照GB1.1－81《标准化工作导则 编写标准的一般规定》附录C执行。弹性模量值修约后至少保留两位有效数字；应力值修约按表22－7进行。
表22－7 应力值的修约（MPa） 范 围 ＜500 500～1000 ＞1000 2、试验结果处理
试验出现下列情况之一其试验结果无效，并应补做同样数量试样的试验。 ⑴ 试样未达到所求性能时，发生屈曲者；
⑵ 试样未达到所求性能时，端部就局部压坏以及试样在凸耳部分或标距外断裂者； ⑶ 试验过程中操作不当者； ⑷ 试验过程中仪器设备发生故障者。
试验后，试样上显示出肉眼可见的冶金缺陷（例如分层、气泡、夹渣、缩孔等），应在试验记录和报告中注明。
三、实验内容
修 约 到 1 5 10 金属材料的室温拉伸试验
[实验目的]
1、测定低碳钢的屈服强度REh 、ReL及Re 、抗拉强度Rm 、断后伸长率A和断面收缩率Z 。 2、测定铸铁的抗拉强度Rm和断后伸长率A。
3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象（包括屈服、强化、冷作硬化和颈缩等现象），并绘制拉伸图。
4、比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）拉伸机械性能的特点。 [使用设备]
万能试验机、游标卡尺、试样分划器或钢筋标距仪 [试样]
本试验采用经机加工的直径d =10 mm的圆形截面比例试样，其是根据国家试验规范的规定进行加工的。它有夹持、过渡和平行三部分组成（见图2－1），它的夹持部分稍大，其形状和尺寸应根据试样大小、材料特性、试验目的以及试验机夹具的形状和结构设计，但必须保证轴向的拉伸力。其夹持部分的长度至少应为楔形夹具长度的3/4（试验机配有各种夹头，对于圆形试样一般采用楔形夹板夹头，夹板表面制成凸纹，以便夹牢试样）。机加工带头试样的过渡部分是圆角，与平行部分光滑连接，以保证试样破坏时断口在平行部分。平行部分的长度Lc按现行国家标准中的规定取Lo+d ，Lo是试样中部测量变形的长度，称为原始标距。
图2－1 机加工的圆截面拉伸试样
[实验原理]
按我国目前执行的国家GB/T 228—2002标准——《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定，在室温10℃～35℃的范围内进行试验。
将试样安装在试验机的夹头中，然后开动试验机，使试样受到缓慢增加的拉力（应根据材料性能和试验目的确定拉伸速度），直到拉断为止，并利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图（图2－2所示）。
应当指出，试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形ΔL主要是整个试样（不只是标距部分）的伸长，还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素。由于试样开始受力时，头部在夹头内的滑动较大，故绘出的拉伸图最初一段是曲线。
（a）低碳钢拉伸曲线图 （b）铸铁拉伸曲线图
图2－2 由试验机绘图装置绘出的拉伸曲线图
1、低碳钢（典型的塑性材料）
当拉力较小时，试样伸长量与力成正比增加，保持直线关系，拉力超过FP后拉伸曲线将由直变曲。保持直线关系的最大拉力就是材料比例极限的力值FP 。
在FP的上方附近有一点是Fc，若拉力小于Fc而卸载时，卸载后试样立刻恢复原状，若拉力大于Fc后再卸载，则试件只能部分恢复，保留的残余变形即为塑性变形，因而Fc是代表材料弹性极限的力值。
当拉力增加到一定程度时，试验机的示力指针（主动针）开始摆动或停止不动，拉伸图上出现锯齿状或平台，这说明此时试样所受的拉力几乎不变但变形却在继续，这种现象称为材料的屈服。低碳钢的屈服阶段常呈锯齿状，其上屈服点B′受变形速度及试样形式等因素的影响较大，而下屈服点B则比较稳定（因此工程上常以其下屈服点B所对应的力值FeL作为材料屈服时的力值）。确定屈服力值时，必须注意观察读数表盘上测力指针的转动情况，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力FeH（上屈服荷载）和不计初瞬时效应时屈服阶段中的最小力FeL（下屈服荷载）或首次停止转动指示的恒定力FeL（下屈服荷载），将其分别除以试样的原始横截面积（S0）便可得到上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。即
ReH= FeH/S0 ReL = FeL/S0
屈服阶段过后，虽然变形仍继续增大，但力值也随之增加，拉伸曲线又继续上升，这说明材料又恢复了抵抗变形的能力，这种现象称为材料的强化。在强化阶段内，试样的变形主要是塑性变形，比弹性阶段内试样的变形大得多，在达到最大力Fm之前，试样标距范围内的变形是均匀的，拉伸曲线是一段平缓上升的曲线，这时可明显地看到整个试样的横向尺寸在缩小。此最大力Fm为材料的抗拉强度力值，由公式Rm=Fm/S0 即可得到材料的抗拉强度Rm。
图2－3 低碳钢的冷作硬化
如果在材料的强化阶段内卸载后再加载，直到试样拉断，则所得到的曲线如图2－3所示。卸载时曲线并不沿原拉伸曲线卸回，而是沿近乎平行于弹性阶段的直线卸回，这说明卸载前试样中除了有塑性变形外，还有一部分弹性变形；卸载后再继续加载，曲线几乎沿卸载路径变化，然后继续强化变形，就像没有卸载一样，这种现象称为材料的冷作硬化。显然，冷作硬化提高了材料的比例极限和屈服极限，但材料的塑性却相应降低。
当荷载达到最大力Fm后，示力指针由最大力Fm缓慢回转时，试样上某一部位开始产生局部伸长和颈缩，在颈缩发生部位，横截面面积急剧缩小，继续拉伸所需的力也迅速减小，拉伸曲线开始下降，直至试样断裂。此时通过测量试样断裂后的标距长度Lu和断口处最小直径du，计算断后最小截面积（Su），由计算公式
Lu?L0S?SuA??100% 、 Z?0?100%
L0S0即可得到试样的断后伸长率A和断面收缩率Z。
2、铸铁（典型的脆性材料）
脆性材料是指断后伸长率A＜5％ 的材料，其从开始承受拉力直至试样被拉断，变形都很小。而
且，大多数脆性材料在拉伸时的应力－应变曲线上都没有明显的直线段，几乎没有塑性变形，也不会出现屈服和颈缩等现象（如图2－2b所示），只有断裂时的应力值——强度极限。
铸铁试样在承受拉力、变形极小时，就达到最大力Fm而突然发生断裂，其抗拉强度也远小于低
Lu?L0A??100%碳钢的抗拉强度。同样，由公式Rm=Fm/S0 即可得到其抗拉强度Rm，而由公式则L0可求得其断后伸长率A。 [试验步骤]
一、低碳钢拉伸试验 1、试样准备：
为了便于观察标距范围内沿轴向的变形情况，用试样分划器或标距仪在试样标距L0 范围内每隔
5 mm刻划一标记点（注意标记刻划不应影响试样断裂），将试样的标距段分成十等份。
用游标卡尺测量标距两端和中间三个横截面处的直径，在每一横截面处沿相互垂直的两个方向各测一次取其平均值，用三个平均值中最小者计算试样的原始横截面积S0（计算时S0应至少保留四位有效数字）。
2、试验机准备：
根据低碳钢的抗拉强度Rm和试样的原始横截面积S0估计试验所需的最大荷载，并据此选择合适的量程，配上相应的砝码砣，做好试验机的调零（注意：应消除试验机工作平台的自重）、安装绘图纸笔等准备工作。
3、装夹试样：
先将试样安装在试验机的上夹头内，再移动试验机的下夹头（或工作平台、或试验机横梁）使其达到适当位置，并把试样下端夹紧（注意：应尽量将试样的夹持段全部夹在夹头内，并且上下要对称。完成此步操作时切忌在装夹试样时对试样加上了荷载）。
4、检查试车：
请教师检查以上步骤完成情况，然后启动试验机，预加少许荷载后（对应的应力不能超过材料
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