拉伸实验过程详解
在拉伸试验机过程中，材料会经历几个主要的变化阶段，这些变化反映了材料在外力作用下的力学性能。以下是材料在拉伸试验过程中的主要变化：
- 弹性阶段：在拉伸试验的初始阶段，材料表现出弹性行为，即应力与应变成正比关系，符合虎克定律。在这个阶段，如果移除外力，材料将恢复到原始形状，不留下永久变形。这一阶段的结束点是弹性极限或比例极限。
- 屈服阶段：当应力超过弹性极限后，材料进入屈服阶段。在这个阶段，材料开始发生塑性变形，即使应力不再增加，应变也会继续增加。对于某些材料（如低碳钢），屈服点是明显的，表现为应力-应变曲线上的一个平台或锯齿状变化。屈服点是衡量材料强度的一个重要指标，通常用σS（帕）表示。
- 强化阶段：屈服之后，材料进入强化阶段，也称为工作硬化阶段。在这个阶段，由于塑性变形，材料内部的晶体结构重新排列，使得材料的变形抗力增加，塑性降低。这一阶段的特点是应力-应变曲线继续上升，直到达到最大应力点。
- 局部变形阶段（颈缩和断裂阶段）：对于塑性材料，当达到最大应力后，材料的变形将集中在某一局部区域，导致该区域的横截面积急剧减小，这种现象称为颈缩。颈缩导致材料的进一步局部塑性变形，直至最终断裂。断裂后的断口形状通常呈碗状，而塑性变形则保留在断裂的试样上。
- 塑性指标的测定：在拉伸试验中，塑性指标如延伸率（δ）和断面收缩率（ψ）也是重要的性能参数。延伸率是指材料试样受拉伸载荷折断后，总伸长度与原始长度的比值；断面收缩率是指材料试样在受拉伸载荷拉断后，断面缩小的面积与原截面面积的比值。
- 弹性模量E的测定：弹性模量E是材料在弹性阶段的一个关键参数，它描述了材料的刚性，即同相位的法向应力分量与法向应变之比。
- 断裂：最终，材料在达到其强度极限后发生断裂。断裂点的应力称为强度极限或断裂强度σ断，是工程上的一个重要指标。