第五节 材料在拉伸时的力学性能

一、拉伸试验简介

试验标准： GB 228 － 1987 金属材料室温拉伸试验方法

标准拉伸试样：

规定标距 : 10l d 或者 5l d

GB/T 228 － 2002 金属材料室温拉伸试验方法

标距： 试样工作段的原始长度

试验设备：

液压式 电子式

二、低碳钢的拉伸 曲线 1. 线弹性阶段（ Ob

段）性能特点—— ⑴ 弹性变形弹性变形：卸载后会消失的变形 ⑵ 应力与应变成正比（ Oa 段）

性能参数—— ⑴ 比例极限 p

胡克定律适用范围： ≤ p⑵ 弹性模量

E弹性模量 E 就等于 Oa 直线段的斜率，即

tanE

2. 屈服阶段（ bc 段）

性能特点—— ⑴ 塑性变形塑性变形：卸载后不会消失

⑵ 屈服现象

性能参数—— 屈服极限 s

屈服极限 s ：下屈服点的应力，发生屈服现象的最小应力

屈服现象：材料暂时丧失了

的变形

变形抗力

3. 强化阶段（ ce 段）

性能特点 —— ⑴ 弹塑性变形

⑵ 强化现象

性能参数 ——

强度极限 b

强度极限 b ： — 曲线最高点的应力，即断裂前所能承受的

强化现象：材料恢复了变形抗力

最大应力。

4. 缩颈阶段（ ef 段）缩颈现象：

变形抗力急剧下降，直至断裂。

变形局部化

d

d

三、卸载规律与冷作硬化现象

冷作硬化现象：

卸载规律：

线性卸载，如图中 dd′ 直线段

材料预加塑性变形后重新加载，比例极限提高，塑性变形降低。

d

四、材料的塑性指标

（ 1 ）伸长率 1 100%l l

l

式中， l 为标距； l1 为试件拉断后工作段的长度。

（ 2 ）断面收缩率 1 100%

A A

A

式中， A 为原始横截面积； A1 为试件拉断后断口处最小横截面积。

工程中通常将材料划分为两类：

5% : 塑性材料

5% : 脆性材料

五、名义屈服极限

有些塑性材料不存在明显的屈服 阶段，工程中通常以产生 0.2%

的塑性应变所对应的应力作为屈服强度指标，称为名义屈服极限或条件屈服极限，记作

0.2 。

六、铸铁的拉伸 – 曲线

性能特点 ——

1. 塑性变形很小

2. 抗拉强度很低

3. 强度指标：强度极限 b

4. 弹性模量为近似值

/%

/ MPa

以 – 曲线开始部分的割线的斜率作为弹性模量，即对于铸铁，胡克定律近似成立。

第六节 材料在压缩时的力学性能

试验标准：

标准试件：

1. 低碳钢的压缩 曲线

⑴ 压缩时的比例极限 p、屈服

⑵ 不存在强度极限 b。

主要结论：

GB/T 7314 － 2005 金属压缩试验方法 GB 7314 － 1987 金属压缩试验方法

短圆柱，

d

h

高度 h 与直径 d 的比一般为 2.5 ～ 3.5 。

极限 s、弹性模量 E 与拉伸时大致相同。

2. 铸铁的压缩 曲线

⑴ 抗压强度极限 bc 明显高于抗拉

强度极限 b （铸铁约为 3 ～ 4

倍）

⑵ 断口方位角大致为 45° ～ 55°

◆ 脆性材料适宜制作承压构件

◆ 什么原因？

主要结论：