ASTM D412 Próba rozciągania gumy i elastomerów
Norma ASTM D412 opisuje metodę określenia właściwości rozciągających wulkanizowanej gumy termoutwardzalnej i termoplastycznych elastomerów. Materiały te są wykorzystywane na co dzień w różnorodnych gałęziach przemysłu, m.in. lotniczym, medycznym, motoryzacyjnym, budowlanym i nie tylko.
- Guma termoutwardzalna jest utwardzana i kształtowana pod wpływem ciepła. Utwardzanie to nieodwracalna reakcja chemiczna, która sprawia, że produkty z gumy termoutwardzalnej są mocniejsze i trwalsze. Wyroby z gumy termoutwardzalnej obejmują opony, krążki hokejowe, wyłączniki automatyczne, obudowy elektryczne i elementy silników.
- Elastomery termoplastyczne (TPE) to polimery, mieszaniny polimerów lub gumy. Zwykle mają początkowo postać granulatu, po podgrzaniu stają się płynne i można je następnie wtryskiwać na przykład do formy. Tworzywo termoplastyczne nabiera kształtu w miarę stygnięcia i twardnienia. Proces ten można odwrócić poprzez ponowne podgrzanie materiału. Zastosowania TPE obejmują paski napędowe, amortyzatory, rurki oddechowe, cewniki i podeszwy butów.
Cel badania Przeprowadzenie badania & Wartości charakterystyczne Wymagania, dotyczące środków pomiarowych Systemy badawcze Automatyzacja
Cel próby rozciągania elastomerów zgodnie z ASTM D412
- ASTM D412 zawiera specyfikacje maszyny wytrzymałościowej, próbek do badań, w tym kształtu i rozmiaru, oraz procedury badawczej i stosowanych metod.
- Celem badania jest określenie różnych właściwości materiału, które można następnie wykorzystać przy opracowywaniu nowych produktów, osiąganiu celów w zakresie wydajności produktu lub w badaniach i kontroli jakości.
Przeprowadzenie badania wg ASTM D412
ASTM D412 obejmuje dwie metody badawcze, metodę A i B.
- Metoda A opiera się na próbkach w kształcie hantli/wiosełek, Metoda B skupia się na próbkach w kształcie płasko ściętych pierścieni.
- Badania zgodnie z ASTM D412 mierzą elastyczność materiału pod naprężeniem rozciągającym, a także zachowanie po badaniu, gdy materiał nie jest już obciążony.
- Badanie przeprowadza się na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej (zwaną także maszyną do rozciągania ) z prędkością 500 ± 50 mm/min, aż do zniszczenia próbki.
Chociaż ASTM D412 mierzy wiele różnych właściwości rozciągających, najważniejsze są następujące:
Określone wartości charakterystyczne zgodnie z ASTM D412
Definicje według ASTM D1566 – Terminologia dla gumy:
- Naprężenie rozciągające: Naprężenie, które zastosowano w celu rozciągnięcia próbki
- Naprężenie rozciągające przy określonym wydłużeniu: Naprężenie, wymagane do rozciągnięcia jednolitego przekroju próbki do określonego wydłużenia
- Wytrzymałość na rozciąganie: maksymalne naprężenie rozciągające podczas rozciągania próbki aż do jej zerwania
- Granica płynięcia: punkt na krzywej naprężenia-wydłużenie tuż przed ostatecznym zniszczeniem, w którym szybkość naprężenia w stosunku do wydłużenia przechodzi przez zero i może stać się ujemna
- Maksymalne wydłużenie: wydłużenie do punktu czasowego zniszczenia
- Odkształcenie rozciągające: Wydłużenie, które pozostałe po rozciągnięciu i następnie cofnięciu próbki w określony sposób, wyrażone jako procent długości pierwotnej
Wyczerpujące informacje i metody standardowe można odnaleźć w normie ASTM D412
Próba i wymiary zgodnie z ASTM D412
- Dla próby rozciągania gumy i elastomerów ASTM D412 określa sześć akceptowalnych typów próbek wiosełkowych i dwa dopuszczalne typy próbek z przeciętej próby pierścieniowej.
- Najczęstszą próbką jest próbka wiosełkowa w kształcie litery C (ASTM D412 Typ C) o całkowitej długości 115 mm (4,5 cala), długości pomiarowej 25 mm (1 cal), szerokości pomiarowej 6 mm (0,25 cala) i grubości 3 mm. Grubość próbki należy zmierzyć trzykrotnie, przy czym średnia jest przyjętą wartością.
L0Długość pomiarowa
L Długość mocowania
l1 Długość wąskiej części równoległej/średnica wewnętrzna
L2Odległość pomiędzy szerokimi, równoległymi częściami
l3 Długość całkowita / średnica zewnętrzna
b2 Szerokość próby w obszarze wiosełka
b1Szerokość próbki w zakresie długości pomiarowych
h Grubość próby
| Norma | Typ | Uwaga | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | Kształt |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM D412 | C | Korzystna próba | ≥115 | 33 | 25±1 | 6+0,05 | 1,3...3,3 | 25±0,25 | Próba wiosełkowa |
| ASTM D412 | A | możliwe wymiary | ≥140 | 59±2 | 25±1 | 12+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0,5 | Próba wiosełkowa |
| ASTM D412 | B | możliwe wymiary | ≥40 | 59±2 | 25±1 | 6+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0,5 | Próba wiosełkowa |
| ASTM D412 | D | możliwe wymiary | ≥100 | 33±2 | 16±1 | 3+0,05 | 1,3...3,3 | 25±0,25 | Próba wiosełkowa |
| ASTM D412 | E | możliwe wymiary | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 3+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0,5 | Próba wiosełkowa |
| ASTM D412 | F | możliwe wymiary | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 6+0,05 | 1,3...3,3 | 50±0,5 | Próba wiosełkowa |
| ASTM D412 | 1 | korzystne wymiary | 17,9 | 15,9 | 1...3,3 | 50 | Próba pierścieniowa | ||
| ASTM D412 | 2 | większy wymiar | 35,8 | 31,8 | 1...3,3 | 100 | Próba pierścieniowa |
Wyzwania w badaniu elastomerów i wymagania, dotyczące sprzętu badawczego
- Mocowanie próby: W miarę rozciągania próbka staje się cieńsza i może wysunąć się z obszaru mocowania. Stosowany uchwyt mocujący musi być w stanie utrzymać stałą siłę zacisku w miarę kurczenia się próbki.
- Wydłużenie próby: W miarę zwiększania się długości próbki droga trawersy musi być wystarczająco długa, a co za tym idzie, rama obciążająca wystarczająco wysoka, aby móc pomieścić większą długość próbki, aż do jej zniszczenia.
Maszyny wytrzymałościowe
- Maszyna wytrzymałościowa zwickiLine – Rozwiązanie oszczędzające miejsce dla małych sił badawczych do 5 kN i zakresu badawczego do 1365 mm
- Maszyna wytrzymałościowa ProLine do badań zgodnych z normami i prostych zastosowań z przestrzenią badawczą od 1050 mm do 1450 mm
- Maszyna wytrzymałościowa AllroundLine - możliwość dostosowania i wszechstronność dzięki przestrzeni badawczej od 1030 mm do 2560 mm
Uchwyt mocujący
- Pneumatyczny uchwyt mocujący : Siła zacisku generowana jest przez siłowniki pneumatyczne. Siła mocowania niezależna od siły rozciągającej zapewnia stałą siłę mocowania w całym procesie badawczym. W przypadku próbek obkurczających się siła zacisku jest utrzymywana równomiernie poprzez stałe ciśnienie pneumatyczne.
- Szczypcowy uchwyt mocujący : dwustronnie zamykany. Dzięki zasadzie nożyc siła mocowania wzrasta proporcjonalnie do wzrostu siły rozciągającej. Zapewnia to automatyczne ponowne zaciskanie, gdy próbki się kurczą.
Ekstensometr
- Ekstensometr długodrogowy: bardzo duża droga pomiarowa i bardzo wysoka rozdzielczość w całym zakresie pomiarowym. Solidna konstrukcja mechaniczna elementów prowadzących zapewnia niezawodne działanie nawet w przypadku próbek, które po złamaniu odbijają się jak bicz.
- multiXtens II HP: w pełni automatyczny i z najwyższą dokładnością w całym zakresie pomiarowym. Transmisja sygnałów pomiarowych, sterujących i statusowych pomiędzy sankami pomiarowymi, głowicami pomiarowymi i centralną jednostką pomiarowo-sterującą odbywa się poprzez układ mikroprocesorowy ekstensometru.
- lightXtens: specjalnie opracowany do materiałów bardzo elastycznych i wrażliwych na dotyk. Idealny do próbek o dużej energii pękania i tendencji do odkształcania się po pęknięciu, co mogłoby uszkodzić mechaniczne, stykowe systemy pomiarowe.
Zautomatyzowana próba rozciągania według ASTM D412
Próby rozciągania gumy i elastomerów zgodnie z ASTM D412 mogą być również przeprowadzane automatycznie.
Kompaktowy zrobotyzowany system badawczy roboTest L może autonomicznie przebadać do 350 próbek. Grubościomierz zintegrowany z systemem precyzyjnie i porównywalnie mierzy grubość próbki.
Chwytak próbki umieszcza próbkę w maszynie wytrzymałościowej i próba rozciągania zgodnie z ASTM D412 rozpoczyna się automatycznie. Po zakończeniu badania pozostałości próbek są usuwane z uchwytów mocujących za pomocą oddzielnych chwytaków do usuwania.
Zrobotyzowany system badawczy roboTest R jest bardziej złożony i pozwala na dodatkową integrację dodatkowych urządzeń, takich jak stanowisko do znakowania próbek, stanowisko centrujące czy komora temperaturowa do precyzyjnej kontroli temperatury próbek. Pojemność magazynu systemu badawczego robotów można również dowolnie zwiększać.
Jeśli masz jakiekolwiek pytania, dotyczące potrzeb lub wyzwań związanych z badaniem zgodnie z ASTM D412, skontaktuj się bezpośrednio z naszymi ekspertami.
Chętnie odpowiemy na Państwa pytania!
Zapraszamy do kontaktu
Często zadawane pytania dotyczące ASTM D412
Norma ASTM D412 opisuje metodę określenia właściwości rozciągających wulkanizowanej gumy termoutwardzalnej i termoplastycznych elastomerów. Te badania mają kluczowe znaczenie dla określenia właściwości mechanicznych materiałów gumowych i elastomerowych, co jest ważne dla rozwoju produktu, zapewnienia jakości i weryfikacji wydajności w różnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł lotniczy, medyczny, motoryzacyjny, budowlany i inne.