低碳钢和铸铁的扭转实验
一、实验名称
低碳钢和铸铁的扭转实验。 二、实验目的
1．测定低碳钢的剪切屈服极限 ?s及剪切强度极限?b； 2．测定铸铁的剪切强度极限?b；
3．观察比较两种材料扭转变形过程中的各种现象及其破坏形式，并对试件断口进行分析。 三、实验设备及仪器
1．扭转试验机 2．游标卡尺 四、试样制备
低碳钢和铸铁试样如图所示，直径d=10mm，分别测量并记录试样的原始标距L0。
五、实验原理
扭转实验是将材料制成一定形状和尺寸的标准试样，置于扭转试验机上进行的，利用扭转试验机上面的自动绘图装置可绘出扭转曲线，并能测出金属材料抵抗扭转时的屈服扭矩Ts和最大扭矩Tb。通过计算可求出屈服极限?s及剪切强度极限?b。
TsTb ?s? ?b?WtWt六、实验步骤
1、测量试件标距；
Wt ，其中：
??d316
2．选择试验机的加载范围，弄清所用测力刻度盘； 3．安装试样，调整测力指针；
4．实验测试。开机缓慢加载，注意观察试件、测力指针和记录图，记录主要数据，在低碳钢扭转时，有屈服现象，记录测力盘指针摆动的最小扭矩为屈服扭矩Ts，直至实验结束记录最大扭矩Tb；
5．铸铁在扭转时无屈服现象，直至实验结束记录最大扭矩Tb； 6．关机取下试件，将机器恢复原位。 七、数据处理
1. 记录相关数据 材料 低碳钢 铸铁 2. 计算
（1）抗扭截面系数Wt的计算（单位mm3）。Wt （2）低碳钢的屈服极限
直径d0(mm) 标距L0(mm) 屈服扭矩Ts(Nm) 最大扭矩Tb(Nm) \\ ??d316
?s及剪切强度极限?b的计算（单位MPa）
TsTb?s? ?b?WtWt
Tb3）铸铁剪切强度极?b的计算（单位MPa）。?b?Wt八、绘制断口示意图并分析破坏原因
破坏原因分析：
低碳钢材料的抗剪能力低于抗拉（压）能力，低碳钢扭转时沿最大切应力的作用面发生断裂，为切应力作用而剪断，因此，其破坏断面与曲线垂直，见图(a)所示；
铸铁材料的抗拉强度较低，铸铁扭转时沿最大拉应力的作用面发生断裂，由应力状态可知，纯剪切最大拉应力作用的主平面与X轴夹角为45°，因此，铸铁圆形试件破坏断面与轴线成45°螺旋面，如图(b)所示。 九、实验作业
1．说明测定低碳钢剪切屈服极限?s、剪切强度极限?b及铸铁剪切强度极限
?b的实验原理及步骤；
2．根据实验过程中记录的原始数据，计算低碳钢的剪切屈服极限?s、剪切
强度极限?b及铸铁的剪切强度极限?b；
3．绘制低碳钢和铸铁的断口示意图，并分析其破坏原因。