ASTM D638, свойства пластмасс при растяжении
Испытание на растяжение по ASTM D638 - это один из наиболее часто используемых методов для оценки механических свойств термопластичных и термореактивных формовочных масс.
Однако на практике часто наблюдаются значительные различия в полученных значениях прочности при растяжении, модуля упругости, напряжения текучести и деформации в разных лабораториях, у разных операторов и на разных испытательных системах. Причина редко кроется исключительно в испытательном оборудовании. Отклонения при подготовке образцов, их измерении, выборе экстензометра, кондиционировании в условиях окружающей среды, выборе захватов и скорости испытания могут существенно влиять на результаты измерений.
Фирма ZwickRoell помогает лабораториям минимизировать разброс результатов испытаний благодаря согласованных испытательным системам, интеллектуальному программному обеспечению, автоматизированным рабочим процессам и передовым технологиям измерения деформации.
Основные источники ошибок Проведение испытания и оборудование Диапазоны применения Часто задаваемые вопросыЗагрузки Запросить консультацию
ASTM D638: самое важное в краткой форме
- Стандарт ASTM D638 содержит описание одноосного испытания армированных и неармированных пластмасс на растяжение для определения напряжения растяжения, деформации, модуля растяжения, прочности при растяжении, точки текучести, точки разрушения и коэффициента Пуассона (в качестве опции).
- Стандарт действителен для образцов толщиной от 1 до 14 мм. Для пленок толщиной менее 1 мм, эластомеров, длинноволокнистых композитов или пенных материалов применяются другие стандарты ASTM.
- Скорость испытания напрямую влияет на измеренные характеристики материала, поскольку пластмассы обладают вязкоупругими свойствами.
- Прецизионное измерение деформации посредством выбора подходящего экстензометра является решающим для надежного определения модуля.
- Кондиционирование в условиях окружающей среды может существенно влиять на результаты испытаний чувствительных к влаге полимеров.
- Автоматизированное измерение поперечного сечения образца и процессы испытаний улучшают воспроизводимость результатов и снижают влияние человеческого фактора.
- Фирма ZwickRoell предлагает комплексные испытательные решения по стандарту ASTM D638, включая испытательные машины, захваты, экстензометры, программное обеспечение и системы автоматизации.
ASTM D638 на практике: основные источники ошибок и влияние на результаты испытаний
Даже если испытания формально проводятся по стандарту ASTM D638, результаты, полученные в разных лабораториях, у разных операторов или на разных испытательных системах, могут значительно отличаться друг от друга. Поэтому решающим является не только соответствие процесса испытания стандарту, но и контролируемая реализация каждого отдельного этапа испытания:
- Изготовление и качество образцов:качество испытания начинается с изготовления образцов. Возможные причины отклонений: неоднородность условий формования, влияние положения литникового канала, внутренние остаточные напряжения, повреждения вследствие механической обработки, царапины или дефекты поверхности, а также колебания толщины.
- Выбор правильного типа образцов:стандарт ASTM D638 регламентирует различные типы образцов. При использовании неподходящего типа разрушение может произойти не в узкой рабочей зоне, также измерение деформации может оказаться ненадежным. Особенно при испытаниях малых изделий, мягких полимеров или более толстых пластин выбор образца играет ключевую роль.
- Измерение поперечного сечения: Все значения, связанные с напряжением, рассчитываются исходя из первоначальной площади поперечного сечения образца. Незначительные погрешности при измерении толщины или ширины напрямую влияют на все связанные с напряжением результаты, включая прочность при растяжении, модуль, предел текучести и кривые напряжения/деформации. Даже погрешность измерения толщины в 0,1 мм может привести к ошибке в 2,5 %. Автоматизированные или напрямую подключенные измерительные приборы снижают погрешность ввода данных и улучшают их отслеживаемость.
- Скорость испытания: в отличие от большинства металлов, пластмассы, благодаря своим вязкоупругим свойствам, очень чувствительны к скорости деформации. Различные скорости испытания могут влиять на модуль растяжения, напряжение текучести, прочность при растяжении и деформацию разрушения. Поэтому стандарт ASTM D638 регламентирует различные скорости траверсы, в зависимости от характеристик материала и деформации, которые необходимо согласованно настраивать, документировать и реализовывать.
- Выбор экстензометра: измерение деформации является одним из ключевых аспектов при проведении испытаний по стандарту ASTM D638. Неподходящий выбор экстензометра может существенно повлиять на точность определения модуля, деформации текучести и измерение деформации. Особые сложности возникают при испытаниях мягких полимеров, ударопрочных модифицированных материалов, жестких материалов и тонких образцов. Выбор подходящей технологии измерения деформации зачастую является наиболее важным решением при оформлении испытательной конструкции по стандарту ASTM D638.
- Выбор захватов и выравнивание образца:некорректный зажим может привести к проскальзыванию, преждевременному разрушению в зажимной зоне, изгибающим напряжениям, ошибкам выравнивания и неверным скоростям испытания вследствие движения захватов (клиньев и т.п.). Выбор правильной зажимной системы гарантирует равномерное приложение усилия к образцу и осуществление разрушения в пределах расчетной длины.
- Кондиционирование в определенных условиях окружающей среды: на многие полимеры сильно влияют температура и влажность воздуха. В качестве примеров можно привести полиамиды, ПЭТ, ПБТ, ТПУ и полимеры на биологической основе. Неподходящее кондиционирование может привести к значительным отклонениям при определении жесткости, прочности и деформации.
- Влияние оператора в процессе испытания: ручные процессы увеличивают разброс при измерении образца, установке экстензометра на образец, оформлении испытательной конструкции, анализе результатов и даже при передаче данных. Стандартизированные процессы (особенно автоматизация) улучшают надежность результатов испытаний.
Для получения воспроизводимых результатов образцы, средства измерения, испытательная машина, захваты, экстензометр, программное обеспечение и условия испытания должны быть согласованы друг с другом. Именно здесь начинаются испытательные решения фирмы ZwickRoell.
Проведение испытания на растяжение по ASTM D638 на оборудовании фирмы ZwickRoell
Критические этапы испытания и рекомендуемые решения фирмы ZwickRoell:
Измерение образцов Нагружающая рама и датчик силы Захваты Скорость испытания Экстензометр Кондиционирование и условия окружающей среды Опции автоматизации
Так проводят испытание по ASTM D638:
при испытаний на растяжение по ASTM D638 нормативный пластмассовый образец одноосно нагружают до точки текучести, до определенной деформации или до разрушения.
- Перед испытанием определяют тип образца, его ширину и толщину, поскольку все связанные с напряжением характеристики зависят от начального поперечного сечения.
- Затем образец зажимают в подходящих захватах и выравнивают по центру.
- Во время испытания машина и экстензометр регистрируют значения усилия, перемещения траверсы и деформации образца. Из кривой напряжения/деформации рассчитываются такие характеристики, как напряжение растяжения, модуль растяжения, напряжение текучести, деформация текучести, прочность при растяжении, деформация разрушения и коэффициент Пуассона (в качестве опции).
- В зависимости от материала и цели испытания могут применяться различные скорости испытания, условия кондиционирования и методы измерения деформации.
- С помощью testXpert можно контролировать и документировать параметры испытания, изменение скорости, измеренные данные и анализ результатов.
Измерение образца: небольшие погрешности измерения напрямую влияют на характеристики
Точное измерение - основа для проведения надежных испытаний на растяжение. Погрешность измерения толщины в 0,1 мм создает погрешность в 2.5 %!
Автоматизированные измерительные системы (например, прибор для измерения поперечного сечения CMU 30) фирмы ZwickRoell посредством прямой передачи данных в testXpert снижают риск ошибок оператора, ускоряют процессы, улучшают отслеживаемость и гарантируют проведение всех испытаний с использованием единообразных вводимых значений.
Выбор нагружающей рамы и датчика силы
При выборе испытательной машины речь идет не только о выборе максимального усилия испытания. Оптимальная система зависит от типа материала, ожидаемого диапазона усилия, геометрии образцов, желаемой степени автоматизации и конфигурации экстензометра.
Модульные универсальные испытательные машины фирмы ZwickRoell позволяют проводить широкий спектр испытаний пластмасс на единой платформе.
Однако решающим является не только максимальное усилие испытания, но и точность в нижнем диапазоне усилия. Стандарт ASTM D638 требует точности измерения в ±1 % от соответствующего измеренного значения. Испытательные машины фирмы ZwickRoell достигают этой точности, начиная уже с 1/1000 своего измерительного диапазона. Таким образом, с помощью одной и той же испытательной конструкции можно точно измерять значения модуля и напряжения растяжения многих материалов - без необходимости частой замены датчика силы.
Выбор захватов
Различные материалы и объемы испытаний требуют различных методов зажима. Примеры: пневматические захваты, винтовые захваты и клиновые захваты. Целью всегда является надежный зажим без повреждения образца:
- Пневматические захваты: пневматические захваты закрываются при нажатии на клавишу и обеспечивают точную настройку усилия зажима. Они обладают широким спектром применения и подходят как для мягких, так и для твердых полимеров, обеспечивают прямую передачу скорости траверсы в образец, что особенно ценно при необходимости высокой воспроизводимости, большого количества испытаний в день или автоматической подачи образцов.
- Винтовые захваты: винтовые захваты закрываются вручную посредством вращения рукоятки с резьбой. Они подходят для полужестких и жестких пластмасс и испытаний с высокими требованиями к воспроизводимости при условии, что доля ручного труда остается приемлемой.
- Клиновые захваты: клиновые захваты закрываются вручную с помощью рычажного механизма и подходят для частого проведения испытаний. Поскольку при испытании на растяжение усилие зажима прикладывается за счет клинового эффекта, это может влиять на скорость деформации образца. Это необходимо учитывать при сравнении результатов и требованиях к воспроизводимости. Поэтому они особенно подходят для внутренних задач контроля качества с низкими требованиями к воспроизводимости с измеренными значениями других лабораторий.
- Захваты «корпус с клиньями»: захваты «корпус с клиньями» доступны в ручном или пневматическом исполнении, они особенно подходят для испытаний жестких и высокопрочных пластмасс на растяжение, при которых важны надежное крепление образца и стабильное приложение усилия. Ручное исполнение - это экономичное, надежное и простое решение для проведения рутинных испытаний. Пневматический вариант предлагает преимущества при частом проведении испытаний с увеличенными объемами образцов, так как снижает влияние человеческого фактора и обеспечивает более равномерное приложение усилия зажима.
Почему для стандарта ASTM D638 важна скорость испытания?
Механическая реакция пластмасс сильно зависит от скорости деформации. С увеличением скорости испытания жесткость (модуль упругости) часто возрастает, прочность обычно увеличивается, а деформация может снижаться. В зависимости от свойств материала и ожидаемой степени деформации стандарт ASTM D638 регламентирует различные скорости испытания. Для корректного сравнения необходимо обеспечить единообразную реализацию и документирование скорости испытания и ее изменения.
С помощью ПО testXpert эти параметры сохраняются в программе испытаний, автоматически регулируются и документируются. Это снижает риск ошибок оператора и гарантирует проведение испытаний на основе одних и тех же параметров по соответствующему стандарту.
Выбор экстензометра
Неподходящий экстензометр может искажать значения модуля, деформации текучести и деформации разрушения. Риск возрастает при испытаниях мягких полимеров, очень тонких образцов, при больших деформациях или образцах, чувствительных к контактным усилиям. Поэтому экстензометр зачастую является важнейшим компонентов испытательной конструкции по ASTM D638.
- Ручной контактный датчик / экстензометр Clip-on К преимуществам относятся экономическая эффективность, высокая точность и совместимость со многими жесткими пластмассами. К ограничениям относятся ручная установка и возможное влияние на мягкие материалы.
- Датчики со щупами: Экстензометры со щупами (например, makroXtens) обладают рядом преимуществ, включая полностью автоматическую работу и возможность оставаться установленными на образец вплоть до разрушения образца. Существует возможность интеграции измерения поперечной деформации и использования термокамер. При испытаниях очень разных материалов (например, хрупких пластмасс или эластомеров с очень большой степенью деформации) в качестве альтернативы можно использовать датчик multiXtens.
- Оптический экстензометр videoXtens представляет собой преимущественное решение для многих испытаний по ASTM D638. К преимуществам относятся бесконтактное измерение, исключающее влияние на образец, отсутствие необходимости наносить метки на образцы, высокая точность при определении модуля и пригодность для измерения больших деформаций, идеальные условия для автоматизации и возможность применения опции 2D DIC.
ASTM D638, испытание на растяжение при низких или высоких температурах
Стандартным является измерение образцов в кондиционированном состоянии в соответствии с методом A по ASTM D618. Однако стандарт ASTM D638 также допускает иные условия кондиционирования и измерения, так что можно даже проводить испытания при низких или высоких температурах.
Температурный диапазон фирмы составляет от -80°C до +360°C. Полностью интегрированная система обеспечивает эффективность, надежность и простоту управления. Применение решения дверь в двери позволяет значительно снизить расход азота и степень обледенения в процессе проведения испытаний при низкой температуре, что делает испытания более экономичными.
Опции автоматизации для стандарта ASTM D638
Что касается испытаний на растяжение по ASTM D638, автоматизированное решение может быть рациональным, начиная уже с 10 образцов в день. Наша испытательная система ALEX автоматизирует простые задачи по подбору и размещению, обеспечивая экономичную поддержку в испытательной лаборатории.
Лабораториям с высокими требованиями к испытаниям мы рекомендуем нашу роботизированную испытательную систему roboTest L. Наша рабочая лошадка для испытаний пластмасс в больших количествах рассчитана на 450 образцов. Она самостоятельно проводит измерение поперечного сечения образцов и испытания на растяжение по ASTM D638. После испытания отдельные грейферы удаляют остатки образцов из захватов.
Другие формы образцов или другие методы испытаний также не являются проблемой для наших автоматизированных испытательных систем. Автоматизированные испытательные системы roboTest N и roboTest R являются более комплексными, к ним можно подсоединять вторую или третью испытательную машину, а также дополнительные приборы (например, станцию центрирования или термокамеру в диапазоне от -80 °C до +360 °C). Это не только увеличивает производительность, но и предлагает возможность параллельного проведения различных испытаний для быстрого получения надежных результатов.
О системе roboTest Alex О системе roboTest N О системе roboTest L О системе roboTest R Зачем автоматизировать?
Желаете автоматизировать испытания по ASTM D638?
Ваш местный эксперт фирмы ZwickRoell поможет подобрать оптимальный уровень автоматизации для Ваших испытаний.
Запросите консультацию прямо сейчас
ASTM D638, надежное и эффективное проведение испытаний с помощью программного обеспечения testXpert
Программное обеспечение testXpert помогает лабораториям проводить стандартизированные, отслеживаемые испытания с минимальным влиянием оператора по стандарту ASTM D638:
- Сохраненная стандартная программа испытаний: характеристики и параметры стандарта ASTM D638 сохранены в стандартной программе испытаний. Это упрощает ориентированное на стандарт проведение испытаний и снижает трудозатраты на ручной ввод параметров.
- Пошаговое направление: процесс испытания сопровождает пользователя. Это способствует быстрому освоению и снижает риск пропуска отдельных этапов испытания.
- Управление пользователями: благодаря функции управление пользователями они видят только актуальные для себя задачи и функции. Таким образом, можно стандартизировать концепции управления и четко контролировать права доступа.
- Привязка периферийных приборов: измерительные приборы могут напрямую передавать размеры образцов в testXpert. Это экономит время и позволяет избежать ошибок при вводе.
- Документирование параметров испытания: скорость испытания, измеренные данные, результаты и условия испытаний отслеживаемо документируются.
- Сопоставимость результатов вне зависимости от метода испытания: Данные испытаний на растяжение, изгиб, удар или определение индекса расплава можно централизованно обрабатывать и анализировать при условии проведения соответствующих испытаний в лаборатории.
- Анализ тенденций и контроль качества: анализ данных и выявление тенденций способствуют раннему обнаружению отклонений при контроле качества и серийных испытаниях.
Подробнее о программном обеспечении testXpert
Типичные области применения стандарта ASTM D638
Стандарт ASTM D638 применяется везде, где требуется надежное определение, сравнение или документирование характеристик пластмасс при растяжении:
- Разработка материалов и сравнение композитов: различные полимеры, наполнители, добавки и составы можно сравнивать по таким параметрам, как модуль растяжения, напряжение текучести, прочность при растяжении и деформация разрушения.
- Контроль качества на серийном производстве: испытания по стандарту ASTM D638 позволяют контролировать стабильность механических характеристик и своевременно выявлять отклонения в зависимости от партии, сырья или условий обработки.
- Контроль поступления товаров: поставляемые гранулы, полуфабрикаты или формовочные массы можно проверять на соответствие механическим характеристикам.
- Испытания образцов, извлеченных из готовых изделий: образцы можно извлекать непосредственно из готовых изделий или фасонных деталей для оценки фактических характеристик материала в изделии.
- Испытания малых объемов материала: при ограниченном объеме материала (например, при работе с прототипами, аддитивно изготовленными изделиями или анализе повреждений) могут быть полезных компактные образцы типа V.
- Испытания на старение и воздействие погодных условий: стандарт ASTM D638 подходит для оценки изменений механических характеристик материалов после старения, теплового или химического воздействия, а также после воздействия атмосферных факторов.
- Выпуск материалов и проверка соответствия спецификации: полученные характеристики служат основой для выпуска материалов, заключения договоров на поставку и разработки технических спецификаций.
- Глобальные сравнительные испытания: компаниям с международными цепочками поставок часто требуются испытания по стандартам ASTM D638 и ISO 527, чтобы соответствовать различным требованиям заказчиков.
Часто задаваемые вопросы по стандарту ASTM D638
Стандарт ASTM D638 используется для определения свойств усиленных и неусиленных пластмасс при растяжении. Стандарт часто применяется для образцов, изготовленных методом литья под давлением, прессования, экструзии и механической обработки из термопластичных и термореактивных формовочных масс.
Типичные материалы:
- Полипропилен (ПП)
- Полиэтилен (ПЭ)
- Поликарбонат (ПК)
- ABS
- Полиамид (ПА / нейлон)
- ПБТ
- PET
- PVC
- PEEK
- PPS
- Усиленные короткими волокнами пластмассы
- Термореактивные формовочные массы
Стандарт ASTM D638 обычно используется для образцов толщиной от 1 мм до 14 мм. Тонкие пленки и пластины толщиной менее 1 мм обычно испытывают по стандарту ASTM D882, в то время как армированные волокном композиты чаще всего испытывают по стандарту ASTM D3039.
Используемые для испытаний по ASTM D638 образцы классифицируют по типам:
- ASTM D638 тип I - преимущественно используют образцы с заплечиками типа I с толщиной 3,2 мм (1/8 дюйма) и расчетной длиной 50 мм (2 дюйма), которые относительно близки к обычной толщине материала в готовых изделиях и в то же время позволяют измерять деформацию с хорошей точностью.
- ASTM D638 тип II - если в узкой рабочей части образца типа I разрушения не происходит, то стандарт ASTM D638 рекомендует использовать образцы типа II, у которых ширина узкого рабочего сегмента значительно уменьшена.
- ASTM D638 тип III - если образцы извлекаются из материала толщиной более 7 мм путем механической обработки, то для этого предусмотрен образец типа III. У него увеличены как ширина узкого рабочего сегмента, так и ширина заплечиков и общая длина, так что толщина образца остается меньше ширины. При толщине плиты более 14 мм толщину образца адаптируют посредством механической обработки.
- ASTM D638 тип IV - образец типа IV особенно подходит для испытаний очень мягких полимеров (например, резины); его используют, если предусмотрено сравнение между мягкими и более жесткими полимерами.
- ASTM D638 тип V - если в наличии мало испытываемого материала или из изделия можно извлечь только небольшие образцы, то применяют образцы типа V, которые по всем размерам меньше образцов типа I.
Образцы типа V по ASTM D638 предназначены для испытаний, при которых доступно ограниченное количество материала, или если нет возможности извлечь более крупный образец из оцениваемого изделия.
- Типичные области применения:
- Проекты по разработке материалов
- Компоненты прототипов
- Образцы, полученные методом аддитивного производства
- Малые фасонные изделия
- Анализ ущерба
- Обработанные образцы из готовых изделий
Поскольку образцы типа V имеют значительно меньшее поперечное сечение и меньшую расчетную длину по сравнению со стандартными образцами типа I, особое внимание следует уделять выравниванию образца, зажиму и измерению деформации, чтобы обеспечить точность и сходимость результатов.
L0 расчетная длина
L зажимная длина
l1длина узкой рабочей части/внутренний диаметр
l2 расстояние между широкими рабочими частями
l3 общая длина / внешний диаметр
b2 ширина образца в зоне заплечиков
b1 ширина образца в зоне расчетной длины
h толщина образца
| Стандарт | Тип образцов | Примечание | l3 мм | l1 мм | b2 мм | b1 мм | h мм | L0 мм | L мм |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM D638 | Тип I | Предпочтительные образцы для жестких пластмасс | ≥165 | 57±0,5 | 19+6,4 | 13±0,5 | 3,2±0,4 | 50±0,25 | 115±5 |
| ASTM D638 | Тип II | предпочтительно, если тип 1 разрушается не в узком сечении | ≥183 | 57±0,5 | 19+6,4 | 6±0,5 | 3,2±0,4 | 50±0,25 | 135±5 |
| ASTM D638 | Тип III | для толщины образца более 7мм (жесткие и мягкие пластмассы) | ≥246 | 57±0,5 | 29+6,4 | 19±0,5 | 7...14 | 50±0,25 | 115±5 |
| ASTM D638 | Тип IV | для сравнения жестких и мягких пластмасс | ≥115 | 33±0,5 | 19+6,4 | 6±0,05 | 3,2±0,4 | 25±0,13 | 65±5 |
| ASTM D638 | Тип V | малые образцы из готовых изделий | ≥63,5 | 9,53 | 9,53+3,1 | 3,18±0,5 | 3,2±0,4 | 7,62 | 25,4±5 |
Правильное кондиционирование образцов критически важно для получения стабильных и сопоставимых результатов по стандарту ASTM D638. Многие полимеры чувствительно реагируют на содержание влаги и температуру. Различия в кондиционировании могут существенно влиять на следующие характеристики:
- Модуль растяжения
- Напряжение текучести
- Прочность при растяжении
- Деформация разрушения
Это особенно важно для гигроскопичных материалов (например, полиамид (ПА), ПЭТ, ПБТ) и многих полимеров на биологической основе.
ASTM D638 ссылается на стандартные лабораторные условия для кондиционирования и рекомендует кондиционировать образцы перед испытанием, если этого требует спецификация материала. Для надежных сравнений между лабораториями необходимо всегда применять идентичные методы кондиционирования.
Для многих рутинных испытаний по ASTM D638 контактный датчик предлагает достаточную точность и остается широко распространенным решением.
Контактные датчики особенно подходят для:
- Испытаний в области контроля качества
- Жестких термопластов
- Материалов с умеренной деформацией
- Стандартных измерений прочности при растяжении и модуля
Однако контактные датчики требуют ручной установки на образец и иногда могут влиять на характеристики очень мягких, тонких или сильно растяжимых образцов. Для лабораторий, которым требуется максимальная воспроизводимость, высокая производительность или испытания сложных материалов, измерение деформации с помощью экстензометра со щупами или оптического экстензометра часто предлагает значительные преимущества.
Необходимая производительность испытательной машины, зависит, прежде всего, от поперечного сечения образцов и ожидаемой прочности материала при растяжении.
Для большинства испытаний по ASTM D638 действует правило:
- системы с усилием от 1 кН до 5 кН подходят для материалов с меньшей прочностью и малых образцов.
- системы с усилием 10 кН часто используются для рутинных испытаний пластмасс.
- более высокая производительность может потребоваться для усиленных материалов или необычно больших поперечных сечений.
Ключевой аспект здесь - не только максимальное усилие, но и выбор испытательной машины и датчика силы, которые обеспечивают достаточную точность и разрешающую способность измерений в ожидаемом диапазоне усилия. Правильно подобранный датчик силы повышает качество измерений, особенно при определении модуля упругости и при испытании материалов с низкой прочностью.
ASTM D638 и ISO 527 - наиболее часто используемые стандарты для испытаний пластмасс на растяжение. В то время как ASTM D638 представляет собой прагматичную характеризацию свойств при растяжении, главная идея стандарта ISO 527 состоит в высокой сравнимости результатов испытаний между лабораториями, фирмами и далее за пределами границ стран. Хотя оба стандарта определяют схожие механические свойства, методы испытаний не являются напрямую взаимозаменяемыми.
Важнейшие различия:
- геометрия образцов и значения расчетной длины: ASTM D638 тип I предпочитает образцы из жестких пластмасс в форме лопатки с общей длиной 165 мм, толщиной 3,2 мм (1/8 дюйма) и расчетной длиной 50 мм (2 дюйма), потому что они относительно близки к обычной толщине материала в готовых изделиях и в то же время позволяют измерять деформацию с хорошей точностью. Предпочтительный образец с заплечиками по ISO 527-2 - это образец типа 1A (литье) с общей длиной 170 мм, толщиной 4 мм и расчетной длиной 75 или 50 мм. В то время как ASTM подразумевает пять типов образцов, ISO ограничивается двумя, чтобы соблюдать высокую точность сравнения.
- Требования к измерению деформации
- Определение скорости испытания
- Метод определения необходимых результатов
Стандарт ASTM D638 преимущественно используется в Северной Америке, в то время как ISO 527 чаще применяется на международном уровне.
Поскольку эти различия могут влиять на такие параметры, как модуль упругости, напряжение текучести, прочность при растяжении и деформация, полученные по стандарту ASTM D638 результаты не следует напрямую сопоставлять с результатами по ISO 527, если не учтены и не задокументированы все методические нюансы.
Для компаний, осуществляющих поставки продукции по всему миру, обычно требуются возможности для проведения испытаний как по ASTM D638, так и по ISO 527.
Усиленные продольным волокном пластмассы (например, CFK) измеряют в процессе испытания на растяжение по ASTM D3039. Эти материалы, в зависимости от направления и структуры слоистого пластика или ткани, могут обладать очень разными свойствами. Поэтому зачастую они требуют специальных образцов и методов испытаний.
У хрупких пластмасс и пластмасс, не обладающих точкой текучести, деформацию разрушения измеряют напрямую с помощью механического или бесконтактного экстензометра. У термопластичных пластмасс, обладающих точкой текучести, номинальную деформацию разрушения определяют из пути перемещения тянущего зажима испытательной машины.
Прочность при растяжении - это наивысшее напряжение, которое может достичь образец во время испытания на растяжение. Эта прочность при растяжении может возникать в точке текучести, в этом случае она называется «Прочность при растяжении в точке текучести». Если прочность при растяжении возникает незадолго до разрушения образца, то ее называют «Прочность растяжения при разрушении».
Для измерения коэффициента Пуассона при комнатной температуре стандарт ASTM E132 предлагает подходящий метод испытания. Однако для неусиленных пластмасс зачастую для расчетов можно использовать неизменное значение коэффициента Пуассона, так как оно постоянно.
Помимо форм образцов стандарт ASTM D638 также указывает точность, с которой следует снимать размеры образцов.
- Ширину пластмассовых образцов можно определять с помощью штангенциркуля, микрометра или прибора для измерения поперечного сечения
- Толщину пластмассовых образцов измеряют с помощью микрометра или прибора для измерения поперечного сечения
- Усилие измерения составляет от 5 до 15 Н, измерительные поверхности имеют круглую и плоскую форму, обычно диаметром 6,35 мм (6,5 мм). Возможны другие контактные элементы
- Измерение проводится по центру образца в пределах расчетной длины. Литые образцы измеряют в зоне 5 мм вокруг центра расчетной длины
- Погрешность измерения толщины в 0,1 мм создает погрешность в 2.5 %!
Измеряемые величины в соответствии со стандартом ASTM D638: перемещение траверсы / изменение расстояния между зажимами и измеренная напрямую деформация образца. Для измерения перемещения траверсы требуется точность соответствующих измеренных значений в ± 10% (ASTM D638). Перемещение траверсы в особенности используется для определения номинальной деформации разрушения, так что измеряемые значения обычно относительно велики.
Модуль растяжения определяют экстензометры с непосредственным измерением. Допустимая погрешность определения деформации составляет 0,0002 [мм/мм]. Это соответствует погрешности деформации в 0,02% или - при расчетной длине 50 мм - допустимой погрешности перемещения в 0,01 мм.
Для измерения точек текучести и малых деформаций (примерно до 20%) ASTM D638 требует соблюдения класса C согласно калибровочному стандарту ASTM E83. Для деформации до 10% это означает фиксированное максимально допустимое значение погрешности при определении деформации 0,001 [мм/мм], что соответствует деформации 0,1%. Для измерения большей деформации относительная погрешность не должна превышать ± 1% соответствующего измеренного значения.
Для измерения деформации более 20% стандарт ASTM D638 допускает относительную погрешность ± 20%, что легко достижимо даже для относительно простых экстензометров.
Загрузки по теме ASTM D638
- Отраслевая брошюра: Пластмассы и резина PDF 9 MB
- Информация о продукте: CMU 30 и CMU 80 PDF 718 KB
- Информация о продукте: zwickiLine до Fmax 5 кН PDF 820 KB
- Информация о продукте: ProLine, Fmax 5-100 кН PDF 1 MB
- Информация о продукте: AllroundLine, Fmax 5-100 кН PDF 1 MB
- Информация о продукте: пневматические захваты, Fmax 10 кН / 20 кН PDF 2 MB
- Информация о продукте: винтовые захваты, Fmax 5 кН / 10 кН PDF 485 KB
- Информация о продукте: клиновые захваты, Fmax 10 кН / 20 кН PDF 713 KB
- Информация о продукте: клиновые захваты „корпус с клиньями“, Fmax 10 кН PDF 690 KB
- Информация о продукте: digiClip PDF 590 KB
- Информация о продукте: экстензометр Clip-on PDF 525 KB
- Информация о продукте: экстензометр makroXtens PDF 637 KB
- Информация о продукте: videoXtens 2-150 HP PDF 1 MB
