（1）试样
由于试样的形状及尺寸对试验的结果会有影响，为了避免这种影响，使各种材料的力学性能数据能相互比较，国家标准《金属材料室温拉伸试验方法》（GB/T 228—2002）对试样的尺寸和形状作了明确的规定。因此，必须按照此标准加工标准试样或比例试样。
试样常用圆形或矩形截面。圆形截面试样的形状如图3.1所示。试样中部长度l0 称为标距，用于测量拉伸变形。试样标距部分尺寸的允许偏差和表面光洁度，国家标准都有规定。试样分为标准试祥和比例试样两种。两种都有长、短两类。对圆形截面试样，长试样l0 =10d0，常称十倍试样；短试样l0 =5d0，常称五倍试样。
实验中所用低碳钢试样为直径d0 =10 mm 的十倍试样。
图3.1 低碳钢拉伸试样
（2）过程分析
①RGM-4300 微机控制电子万能试验机由力传感器和驱动伺服电机主轴编码器测量试样拉伸过程中的载荷与变形信息，可绘出低碳钢的拉伸图如图3.2（a）所示。由低碳钢的拉伸图可看出有下列特点：
a.拉伸的初步阶段，变形随拉力成正比例增加。
b.当拉力超过Pp，即应力超过比例极限σp 及弹性极限σt 以后，拉伸曲线渐趋平缓，即变形比拉力增加得快，直到曲线上的b 点，此后拉力在小范围内波动，不再增加，而变形继续增加，这种现象称为屈服。分析软件可自动标出下屈服极限对应的屈服载荷Ps，由Ps 可得试样屈服强度为
图3.1 低碳钢拉伸试样
（2）过程分析
①RGM-4300 微机控制电子万能试验机由力传感器和驱动伺服电机主轴编码器测量试样拉伸过程中的载荷与变形信息，可绘出低碳钢的拉伸图如图3.2（a）所示。由低碳钢的拉伸图可看出有下列特点：
a.拉伸的初步阶段，变形随拉力成正比例增加。
b.当拉力超过Pp，即应力超过比例极限σp 及弹性极限σt 以后，拉伸曲线渐趋平缓，即变形比拉力增加得快，直到曲线上的b 点，此后拉力在小范围内波动，不再增加，而变形继续增加，这种现象称为屈服。分析软件可自动标出下屈服极限对应的屈服载荷Ps，由Ps 可得试样屈服强度为
式中 A0——试样拉伸前横截面积。
式中 A0——试样拉伸前横截面积。
图3.2 低碳钢、铸铁的拉伸载荷-变形曲线
c.屈服以后，试样恢复抵抗变形能力，拉力上升，其变形逐渐增加，进入强化阶段，到d 点拉力达到最大值Pb，随后发生颈缩现象，拉力自动减小，变形继续增加，最后试样在缩颈处断裂，如图3.2（a）所示。由此可得试样的抗拉强度为
图3.2 低碳钢、铸铁的拉伸载荷-变形曲线
c.屈服以后，试样恢复抵抗变形能力，拉力上升，其变形逐渐增加，进入强化阶段，到d 点拉力达到最大值Pb，随后发生颈缩现象，拉力自动减小，变形继续增加，最后试样在缩颈处断裂，如图3.2（a）所示。由此可得试样的抗拉强度为
d.由断裂后试样缩颈处的直径d1 及标距长度l1，可得试样的断面收缩率ψ 和伸长率δ 为(www.xing528.com)
d.由断裂后试样缩颈处的直径d1 及标距长度l1，可得试样的断面收缩率ψ 和伸长率δ 为
e.试样断裂后标距l1 的测定方法是：将断裂试样的断口紧密对接在一起，并使两段的轴心线在一条直线上，然后测量标距长度。由于断口附近的塑性变形最大，离开断口越远，则塑性变形越小。因此，同一种材料的试样，断口在标距内的位置不同，其标距长度l1 也就不同。
f.低碳钢试样断裂时有很大塑性变形，断口为杯状，周围为45°的剪切唇，断口组织为灰色纤维状，如图3.3（a）所示，此种断口称为韧状断口。杯状断口形成原因为：拉伸试样颈缩部位芯部处于三向受拉状态，断裂破坏原因一定是拉应力。由材料力学知识可知，轴类零件单向受拉条件下，横截面上出现最大的正应力σ0，因而断面为横截面，形成杯底；试样颈缩部位表面处于单向受拉状态，由材料力学知识可知，轴类零件单向受拉条件下45°斜面上出现最大的切应力，大小为σ0/2，可见试样断口处45°剪切唇构成的杯壁形成原因是切应力，拉伸断口剪切唇的形成表明低碳钢的抗拉能力优于抗剪切能力。
e.试样断裂后标距l1 的测定方法是：将断裂试样的断口紧密对接在一起，并使两段的轴心线在一条直线上，然后测量标距长度。由于断口附近的塑性变形最大，离开断口越远，则塑性变形越小。因此，同一种材料的试样，断口在标距内的位置不同，其标距长度l1 也就不同。
f.低碳钢试样断裂时有很大塑性变形，断口为杯状，周围为45°的剪切唇，断口组织为灰色纤维状，如图3.3（a）所示，此种断口称为韧状断口。杯状断口形成原因为：拉伸试样颈缩部位芯部处于三向受拉状态，断裂破坏原因一定是拉应力。由材料力学知识可知，轴类零件单向受拉条件下，横截面上出现最大的正应力σ0，因而断面为横截面，形成杯底；试样颈缩部位表面处于单向受拉状态，由材料力学知识可知，轴类零件单向受拉条件下45°斜面上出现最大的切应力，大小为σ0/2，可见试样断口处45°剪切唇构成的杯壁形成原因是切应力，拉伸断口剪切唇的形成表明低碳钢的抗拉能力优于抗剪切能力。
图3.3 试样断口形状
②由铸铁的拉伸曲线如图3.2（b）所示，可看出有下列特点：
a.在拉伸直至断裂过程中拉力一直增加，无屈服现象。当拉力达到最大值Pb 时，断裂突然发生，且无颈缩现象。
b.拉伸曲线的最初阶段弹性变形不随拉力成正比例增长。
c.铸铁试样拉断后，其伸长率很小。
由上述特点可知，铸铁拉伸实验时，一般只测出最大拉力Pb，可得试样的抗拉强度σb 为
图3.3 试样断口形状
②由铸铁的拉伸曲线如图3.2（b）所示，可看出有下列特点：
a.在拉伸直至断裂过程中拉力一直增加，无屈服现象。当拉力达到最大值Pb 时，断裂突然发生，且无颈缩现象。
b.拉伸曲线的最初阶段弹性变形不随拉力成正比例增长。
c.铸铁试样拉断后，其伸长率很小。
由上述特点可知，铸铁拉伸实验时，一般只测出最大拉力Pb，可得试样的抗拉强度σb 为
d.铸铁试样断裂时几乎没有塑性变形，断口与轴线方向垂直，断口平齐，为闪光的结晶组织，此种断口称为脆状断口，如图3.3（b）所示。由材料力学知识可知，该断面形成原因为拉应力。因轴类零件单向受拉条件下45°斜面上出现的最大切应力大小为出现在横截面上的最大拉应力的1/2，故并不能据此断面判定铸铁的抗剪切能力优于其抗拉能力。
d.铸铁试样断裂时几乎没有塑性变形，断口与轴线方向垂直，断口平齐，为闪光的结晶组织，此种断口称为脆状断口，如图3.3（b）所示。由材料力学知识可知，该断面形成原因为拉应力。因轴类零件单向受拉条件下45°斜面上出现的最大切应力大小为出现在横截面上的最大拉应力的1/2，故并不能据此断面判定铸铁的抗剪切能力优于其抗拉能力。
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