ASTM D412 Ensayo de tracción en caucho y elastómeros
La norma ASTM D412 describe los métodos para determinar las propiedades de tracción del caucho termoestable vulcanizado y de los elastómeros termoplásticos. Estos materiales se utilizan a diario en diversas industrias, como la aeroespacial, la médica, la automovilística y la de la construcción, entre otras.
- El caucho termoestable se endurece y se moldea mediante la aplicación de calor. El curado es una reacción química irreversible que hace que los productos de caucho termoestable sean más resistentes y duraderos. Los productos de caucho termoestable incluyen neumáticos, discos de hockey, disyuntores, carcasas eléctricas y componentes de motores.
- Los elastómeros termoplásticos (TPE) son polímeros o compuestos de polímero o caucho. Inicialmente, suelen tener forma de gránulos, se vuelven líquidos al calentarlos y pueden inyectarse en un molde, por ejemplo. El termoplástico adquiere su forma cuando se enfría y endurece. Este proceso puede invertirse calentando de nuevo el material. Las aplicaciones del TPE incluyen correas de transmisión, amortiguadores, tubos de respiración, catéteres y suelas de zapatos.
Objetivo del ensayo Procedimiento del ensayo y valores caracterísiticos Requisitos para el equipo de ensayos Sistemas de ensayo Automatización
Objetivo del ensayo de tracción en elastómeros según la norma ASTM D412
- La norma ASTM D412 define las especificaciones para la máquina de ensayos, la probetas de ensayo, incluida la forma y el tamaño, y el procedimiento y los métodos de ensayo que deben utilizarse.
- El objetivo del ensayo es determinar diversas propiedades de los materiales que puedan utilizarse en el desarrollo de nuevos productos, para mejorar el rendimiento de los productos o para la investigación y el control de calidad.
Realizar ensayos según ASTM D412
La norma ASTM D412 incluye dos métodos de ensayo, el Método A y el Método B.
- El método A se basa en probetas en forma de mancuerna / probetas de hombro, el método B se centra en probetas de anillo de corte plano.
- Los ensayos ASTM D412 miden la elasticidad de un material sometido a tracción, así como el comportamiento tras el ensayo cuando el material ya no está sometido a tracción.
- El ensayo se realiza en una máquina de ensayos universal (también llamada máquina de ensayos de tracción) a una velocidad de 500 ± 50 mm/min hasta que se rompe la probeta.
Aunque la norma ASTM D412 mide muchas propiedades de tracción diferentes, los siguientes valores característicos son los más relevantes:
Valores característicos determinados según ASTM D412
Definiciones según ASTM D1566 - Terminología del caucho:
- Tensión a tracción: Esfuerzo aplicado para estirar una probeta.
- Esfuerzo de tracción a un determinado alargamiento: Esfuerzo necesario para estirar la sección transversal uniforme de una probeta hasta una deformación determinada.
- Resistencia a la tracción: tensión máxima de tracción cuando una probeta se estira hasta la rotura.
- Límite de fluencia: punto de la curva tensión-deformación justo antes de la rotura final en el que la tasa de tensión en relación con la deformación pasa por un valor cero y puede llegar a ser negativa.
- Deformación máxima: la deformación en el momento de la fractura
- Deformación por tracción: Esfuerzo que permanece después de que una probeta se haya estirado y luego retraído de una manera especificada, expresado como porcentaje de la longitud inicial.
Encontrará información detallada y métodos estándar en la norma ASTM D412.
Probetas y dimensiones de conformidad con ASTM D412
- Para el ensayo de tracción de caucho y elastómeros, la norma ASTM D412 especifica seis tipos admisibles de probetas tipo halterio y dos tipos admisibles de probetas de anillo cortadas.
- La probeta más común es una probeta halterio en forma de C (ASTM D412 Tipo C) con una longitud total de 115 mm (4,5 pulg.), una longitud de calibre de 25 mm (1 pulg.), una anchura de calibre de 6 mm (0,25 pulg.) y un espesor de 3 mm. El espesor de la probeta se medirá tres veces y se tomará el valor medio como válido.
L0Longitud de medición
L Longitud de sujeción
l1Longitud de la parte estrecha paralela/Diámetro interior
L2Distancia entre secciones anchas, paralelas
l3Longitud total/ diámetro exterior
b2Ancho de probeta en área de los extremos
b1Ancho de probeta en área de longitud de medición
h Espesor de probeta
| Norma | Tipo | Observación: | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | Forma |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM D412 | C | Probetas pref. | ≥115 | 33 | 25±1 | 6+0,05 | 1,3...3,3 | 25±0.25 | Probeta halterio |
| ASTM D412 | A | posibles medidas | ≥140 | 59±2 | 25±1 | 12+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0.5 | Probeta halterio |
| ASTM D412 | B | posibles medidas | ≥40 | 59±2 | 25±1 | 6+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0.5 | Probeta halterio |
| ASTM D412 | D | posibles medidas | ≥100 | 33±2 | 16±1 | 3+0,05 | 1,3...3,3 | 25±0.25 | Probeta halterio |
| ASTM D412 | E | posibles medidas | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 3+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0.5 | Probeta halterio |
| ASTM D412 | F | posibles medidas | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 6+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0.5 | Probeta halterio |
| ASTM D412 | 1 | medidas preferidas | 17,9 | 15,9 | 1...3,3 | 50 | Probeta de anillo | ||
| ASTM D412 | 2 | dimensiones superiores | 35,8 | 31,8 | 1...3,3 | 100 | Probeta de anillo |
Desafíos en los ensayos de elastómeros y requisitos en los equipos de ensayos
- Sujeción de la probeta: Cuando se estira la probeta, se vuelve más fina y puede escaparse de la zona de agarre. Las a utilizar deberán ser capaces de mantener una fuerza de sujeción constante a medida que la probeta mengua.
- Alargamiento de la probeta: A medida que aumenta la longitud de la probeta, el recorrido del travesaño debe ser lo suficientemente largo −y, con ello, el bastidor de carga lo suficientemente alto− para alojar la longitud de la probeta estirada hasta su rotura.
Máquinas de ensayos
- Máquina de ensayos de materiales zwickiLine: solución compacta para pequeñas cargas de ensayo de hasta 5 kN y con un área de ensayo de hasta 1365 mm
- Máquina de ensayos de materiales ProLine para ensayos normalizados y aplicaciones sencillas con un área de ensayo de 1050 mm a 1450 mm.
- Máquina de ensayo de materiales AllroundLine: adaptable y versátil con un área de ensayo de 1030 mm a 2560 mm
Mordazas
- Mordazas neumáticas : La fuerza de sujeción se genera mediante actuadores neumáticos. Una fuerza de sujeción independiente de la fuerza de tracción garantiza una fuerza de sujeción constante durante toda la secuencia del ensayo. En el caso de probetas con tendencia a menguar, la fuerza de sujeción se mantiene uniforme mediante una presión neumática constante.
- Mordazas de pinza : de cierre bilateral. La fuerza de sujeción aumenta proporcionalmente a medida que aumenta la fuerza de tracción debido al efecto pinza. De esta forma, se garantiza un reapriete posterior de las probetas con tendencia a menguar.
Extensómetros
- Extensómetro de largo recorrido: recorrido de medición muy largo y resolución muy alta en todo el rango de medición. Las guías de construcción mecánica robusta garantizan un funcionamiento seguro, incluso con probetas que rebotan al romperse.
- multiXtens II HP: totalmente automático y con la máxima precisión en todo el rango de medición. La transmisión de las señales de medición, control y estado entre los carros de medición, los cabezales de medición y la unidad central de medición y control se realiza a través del sistema de microprocesador del extensómetro.
- lightXtens: especialmente desarrollado para materiales muy elásticos y sensibles al contacto. Ideal para probetas con elevada energía de rotura y tendencia a romperse en la rotura, lo que podría dañar los sistemas de medición mecánicos de contacto.
Ensayos de tracción automatizados según ASTM D412
También se pueden llevar a cabo ensayos de tracción en caucho y elastómeros automatizados según la norma ASTM D412.
El sistema de ensayos automatizado roboTest L puede ensayar hasta 350 probetas de forma autónoma. Un medidor de espesor integrado en el sistema mide el espesor de la probeta de forma precisa y comparable.
La pinza coloca la probeta en la máquina de ensayos y se inicia el ensayo de tracción automáticamente de conformidad con la norma ASTM D412. Tras el ensayo, se retiran los restos de probetas de las mordazas con unas pinzas de eliminación.
El sistema de ensayos automatizado roboTest R es más complejo y permite la integración adicional de otros dispositivos, como una estación de marcado de probetas, una estación de centrado o una cámara de temperatura para el atemperado exacto de las probetas. La capacidad del almacén del sistema de ensayos automatizado también puede ampliarse a medida.
Si tiene alguna duda sobre los requisitos de ensayo o los retos que plantea la norma ASTM D412, póngase en contacto directamente con nuestros expertos.
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Preguntas frecuentes sobre la ASTM D412
La norma ASTM D412 describe los métodos para determinar las propiedades de tracción del caucho termoestable vulcanizado y de los elastómeros termoplásticos. Estos ensayos son fundamentales para determinar las propiedades mecánicas de los materiales de goma y elastómeros, un hecho importante para el desarrollo de productos, la garantía de calidad y las pruebas de rendimiento en diversos sectores, como la industria aeroespacial, la médica, de automoción y de construcción, entre otros.