ASTM D412: Zkouška tahem pryže a elastomerů
Norma ASTM D412 definuje postup používaný pro vyhodnocení tahových vlastností vulkanizované reaktoplastové pryže a termoplastických elastomerů. Tyto materiály se denně používají v různých průmyslových odvětvích, včetně leteckého, lékařského, automobilového a stavebního průmyslu.
- Reaktoplastová pryž se teplem vytvrzuje do požadovaného tvaru. Vytvrzování je nevratná chemická reakce, díky níž jsou výrobky z reaktoplastové pryže pevnější a odolnější. Mezi výrobky z reaktoplastových pryží patří pneumatiky, hokejové puky, jističe, elektrické skříně a součásti motorů.
- Termoplastické elastomery (TPE) jsou polymery, směsi polymerů nebo jejich složky. Na počátku jsou obvykle ve formě pelet, po zahřátí se stávají tekutými a poté je lze vstřikovat, například do formy. Při ochlazování a tvrdnutí termoplast nabývá tvaru. Tento proces lze zvrátit opětovným zahřátím materiálu. Mezi aplikace z TPE patří hnací řemeny, tlumiče nárazů, dýchací trubice, katetry a podrážky bot.
Účel zkoušky Provedení zkoušky a charakteristické hodnoty Požadavky na zkušební zařízení Zkušební systémy Automatizace
Účel zkoušky tahem elastomerů podle ASTM D412
- Norma ASTM D412 uvádí specifikace zkušebního stroje, zkušebních vzorků (včetně tvaru a velikosti), zkušebního postupu a příslušných metod, které se mají použít.
- Cílem zkoušky je stanovit různé charakteristické hodnoty materiálu, které lze následně využít při vývoji nových výrobků, při plnění požadavků na výrobky nebo pro výzkum a kontrolu kvality.
Provedení zkoušky podle ASTM D412
Zkouška ASTM D412 zahrnuje dvě metody: Metoda A a B.
- Metoda A využívá vzorky s osazenou hlavou a rovného průřezu, zatímco metoda B pracuje s vyříznutými vzorky ve tvaru kroužků.
- Zkoušky podle normy ASTM D412 se používají k měření pružnosti materiálu při tahovém zatížení a chování materiálu po zkoušce, když je zatížení odlehčeno.
- Zkouška se provádí na univerzálním zkušebním stroji (označovaném také jako tahový stroj) rychlostí 500 ±50 mm/min, dokud vzorek nepraskne.
Norma ASTM D412 se používá k měření mnoha různých tahových vlastností, ale mezi nejdůležitější charakteristické hodnoty patří:
Charakteristické hodnoty určené podle ASTM D412
Definice podle normy ASTM D1566 – terminologie z oblasti pryže
- Napětí v tahu: napětí vynaložené k prodloužení vzorku
- Napětí v tahu při určeném prodloužení: napětí potřebné k prodloužení rovnoměrného průřezu zkušebního vzorku na zadanou hodnotu
- Pevnost v tahu: maximální tahové napětí působící při zatěžování vzorku až do bodu porušení
- Mez kluzu: první bod na křivce napětí a deformace, kdy dochází ke zvyšování deformace bez nárůstu napětí
- Mezní prodloužení: prodloužení v okamžiku porušení
- Tahová pevnost: hodnotí zbytkové prodloužení zkušebního vzorku po jeho natažení a uvolnění stanoveným způsobem na původní délku
Podrobné informace a standardizované postupy naleznete v normě ASTM D412.
Vzorky a rozměry podle normy ASTM D412
- Pro zkoušky tahem pryže a elastomerů je v normě ASTM D412 stanoveno šest typů vzorků s osazenými hlavami a dva typy vzorků vyseknutých kroužků.
- Nejčastěji používaným vzorkem je „lopatka“ ve tvaru písmene C (ASTM D412 typ C) o celkové délce 115 mm (4,5 palce), měřené délce 25 mm (1 palec), šířce 6 mm (0,25 palce) a tloušťce 3 mm. Provádí se tři měření tloušťky, pro výpočet průřezu se použije medián tří měření.
| Norma | Typ | Upozornění | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | Tvar |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM D412 | C | Preferovaný vzorek | ≥ 115 | 33 | 25 ± 1 | 6 + 0,05 | 1,3 ... 3,3 | 25 ± 0,25 | Vzorky s hlavami (lopatky) |
| ASTM D412 | A | Možné rozměry | ≥ 140 | 59 ± 2 | 25 ± 1 | 12 + 0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50 ± 0,5 | Vzorky s hlavami (lopatky) |
| ASTM D412 | B | Možné rozměry | ≥ 40 | 59 ± 2 | 25 ± 1 | 6 + 0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50 ± 0,5 | Vzorky s hlavami (lopatky) |
| ASTM D412 | D | Možné rozměry | ≥ 100 | 33 ± 2 | 16 ± 1 | 3 + 0,05 | 1,3 ... 3,3 | 25 ± 0,25 | Vzorky s hlavami (lopatky) |
| ASTM D412 | E | Možné rozměry | ≥ 125 | 59 ± 2 | 16 ± 1 | 3 + 0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50 ± 0,5 | Vzorky s hlavami (lopatky) |
| ASTM D412 | F | Možné rozměry | ≥ 125 | 59 ± 2 | 16 ± 1 | 6 + 0,05 | 1,3 ... 3,3 | 50 ± 0,5 | Vzorky s hlavami (lopatky) |
| ASTM D412 | 1 | Případné rozměry | 17,9 | 15,9 | 1 ... 3,3 | 50 | Kroužky | ||
| ASTM D412 | 2 | Větší rozměr | 35,8 | 31,8 | 1 ... 3,3 | 100 | Kroužky |
Problémy při zkoušení elastomerů
- Upnutí vzorku: jak se během zkoušky vzorek natahuje, dochází k jeho ztenčování, a hrozí tak vyklouznutí z vložek čelistí. Upínací čelisti musí být schopné udržovat konstantní sílu sevření po celou dobu zkoušky.
- Prodloužení vzorku: vzhledem k velkým deformacím vzorku musí být také dráha posuvu příčníku dostatečně dlouhá – a tedy i zatěžovací rám dostatečně vysoký – aby bylo možné provést zkoušku až do přetržení vzorku.
Zkušební stroje
- Zkušební stroj zwickiLine – řešení s minimálními prostorovými požadavky pro zkušební zatížení až 5 kN a rozsahem až 1 365 mm.
- Stroje řady ProLine jsou určeny pro standardizované zkoušky a jednoduché aplikace. Nabízí výšku zkušebního prostoru od 1 050 do 1 450 mm.
- Zkušební systémy řady AllroundLine jsou velmi univerzální. Mají výšku zkušebního prostoru od 1 030 do 2 560 mm.
Upínací čelisti
- Pneumatické čelisti : upínací síla je vyvozena tlakovým vzduchem. Síla sevření je konstantní v průběhu celé zkoušky, nezávislá na síle při zatěžování. U vzorků náchylných ke smršťování je síla sevření rovnoměrně udržována konstantním pneumatickým tlakem.
- Kleštinové čelisti : oboustranně ovládané. Upínací síla se díky kleštinovému principu úměrně zvyšuje podle nárůstu tahové síly. Tím je zajištěno automatické dotažení vzorků náchylných ke smršťování.
Průtahoměry
- Průtahoměr pro velké deformace: dlouhá měřicí dráha a velmi vysoká citlivost v celém rozsahu měření. Pevná mechanická konstrukce vodicích prvků zajišťuje spolehlivou funkčnost i u vzorků, které při prasknutí silně švihnou.
- multiXtens II HP: plně automatizovaný s maximální přesností v celém rozsahu měření. Přenos měřicích, řídicích a stavových signálů mezi měřicími saněmi, měřicími hlavami a centrální měřicí a řídicí jednotkou zpracovává mikroprocesor průtahoměru.
- lightXtens: speciálně navržený pro vysoce elastické a na dotek citlivé materiály. Ideální pro vzorky s vysokou lomovou energií a náchylné ke šlehnutí při porušení, které by mohlo poškodit mechanické kontaktní měřicí systémy.
Automatické zkoušky tahem v souladu s ASTM D412
Zkoušky tahem pryže a elastomerů podle ASTM D412 lze provádět automaticky.
Kompaktní robotický zkušební systém roboTest L zvládne v automatickém provozu provést zkoušky až 350 vzorků. V systému je také integrovaný tloušťkoměr, který měří rozměr vzorku s vysokou přesností a reprodukovatelností.
Podavač vloží vzorek do zkušebního stroje a poté se automaticky spustí zkouška tahem podle normy ASTM D412. Po zkoušce se zbytky vzorků odstraní, z upínacích čelistí je vyjmou zvláštní kleštiny.
Robotický zkušební systém roboTest R je komplexnější a umožňuje připojení dalších zařízení, jako je stanice pro značkování vzorků, středicí přípravek nebo teplotní komora pro předepsané temperování vzorků. Kapacitu zásobníku robotického zkušebního systému lze rozšířit podle požadavků.
Pokud máte jakékoli dotazy týkající se vašich požadavků na zkoušení nebo nejasností souvisejících s normou ASTM D412, neváhejte se obrátit na naše odborníky.
Společně najdeme vhodné řešení na míru vašim potřebám.
Kontaktujte nás
Často kladené dotazy k normě ASTM D412
Norma ASTM D412 definuje postup používaný pro vyhodnocení tahových vlastností vulkanizované reaktoplastové pryže a termoplastických elastomerů. Tyto zkoušky hrají podstatnou roli při stanovení mechanických vlastností pryžových a elastomerových materiálů, což je důležité pro vývoj výrobků, zajištění kvality a testování výkonnosti v různých průmyslových odvětvích, jako je letectví, zdravotnictví, automobilový průmysl, stavebnictví a další.