ASTM D412: Zkouška tahem pryže a elastomerů
Norma ASTM D412 definuje postup používaný pro vyhodnocení tahových vlastností vulkanizované reaktoplastové pryže a termoplastických elastomerů.
- 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.
Další standardizovaná metoda pro stanovení tahových vlastností vulkanizované termosetové pryže a termoplastických elastomerů je popsána v normách ISO 37 a DIN 53504.
Následující obsah vysvětluje klíčové aspekty normy. Pro standardizované provádění zkoušek podle ASTM D412 je však nezbytné zakoupit kompletní text normy.
Účel a oblasti použití Vzorky Provedení zkoušky a charakteristické hodnoty Požadavky na zkušební zařízení Zkušební systémy Automatizace
ASTM D412: Účel a použití
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.
Materiály popsané v normě ASTM D412 se denně používají v celé řadě průmyslových odvětví, včetně letectví, stavebnictví a zdravotnické techniky, například při zkoušení gumových rukavic, ale také v automobilovém průmyslu při testování pneumatik, tlumičů, těsnění a mnoha dalších výrobků.
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 |
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.
Charakteristické hodnoty určené podle ASTM D412
Norma ASTM D412 se používá k měření mnoha různých tahových vlastností. Mezi nejdůležitější charakteristické hodnoty patří 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.
Zkušební systémy podle ASTM D412
Jedním z požadavků zkoušky podle normy ASTM D412 je měření prodloužení vzorku. Čím je zkušební vzorek delší, tím více se musí prodloužit také dráha posuvu příčníku – a tedy i zatěžovací rám musí být dostatečně vysoký – aby bylo možné provést zkoušku až do přetržení vzorku. ZwickRoell nabízí vhodné univerzální zkušební systémy pro tyto zkoušky:
- zwickiLine – řešení s minimálními prostorovými požadavky pro zkušební zatížení až 5 kN a rozsahem až 1 365 mm
- ProLine – pro standardizované zkoušky a jednoduché aplikace. Nabízí výšku zkušebního prostoru od 1 050 do 1 450 mm
- AllroundLine – flexibilní a univerzální. Stroje mají výšku zkušebního prostoru od 1 030 do 2 560 mm
Upínací čelisti
Upínací čelisti pro vzorky tvaru oboustranných lopatek se musí automaticky dotahovat. Je zapotřebí, aby byl na upínací plochu vzorku vyvíjen rovnoměrný tlak a aby se s rostoucím zatížením tlak zvyšoval. Tím se zabrání prokluzování a zajistí, aby k lomu vzorku došlo ve stanovené oblasti. Společnost ZwickRoell nabízí různé typy upínacích čelistí, od mechanických ručních čelistí až po komfortní pneumaticky ovládané systémy. Ke všem čelistem jsou vždy k dispozici vhodné vložky.
- Pneumatické čelisti:Upínací síla je zde vyvozena tlakovým vzduchem. Lze je ovládat ručně nebo nožním ovladačem. Síla sevření je konstantní v průběhu celé zkoušky a je nezávislá na rychlosti zkoušky.
- Kleštinové čelisti: oboustranné, dvojčinné čelisti. Upínací síla se díky kleštinovému principu úměrně zvyšuje podle nárůstu tahové síly. Tím je zajištěno automatické dotažení vzorků náchylných ke smršťování.
- Pro zkoušení vzorků tvaru kroužku je nutný speciální přípravek, který se skládá ze dvou válců umožňujících vzájemnou rotaci.
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
Automatické zkoušky tahem v souladu s ASTM D412
Zkoušky tahem pryže a elastomerů podle ASTM D412 lze provádět automaticky. Automatizovaný zkušební systém je vhodné používat především v situacích, kdy je zapotřebí provádět zkoušky velkého množství vzorků nebo když je nutné eliminovat vliv obsluhy. Teplota nebo vlhkost rukou, stejně jako nepřesné vyrovnání vzorku v upínacích čelistech mohou ovlivnit výsledky zkoušky.
- Kompaktní robotický zkušební systém roboTest L může autonomně provést zkoušku 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.
- Aby bylo možné minimalizovat vliv obsluhujících osob i u malých zkušebních sérií (typ C), má společnost ZwickRoell ve svém portfoliu systém ALEX. Jde o jednoduchý, kompaktní a cenově výhodný systém, který lze použít i pro série již od 10 vzorků.
Ke stažení
- Informační brožura: Stroje a systémy pro zkoušení plastů a pryže PDF 9 MB
- Informace o produktu: lightXtens pro bezkontaktní, snadné a plně automatizované zkoušky velmi tažných materiálů PDF 886 KB
- Informace o produktu: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informace o produktu: průtahoměr multiXtens II HP PDF 1 MB
- Informace o produktu: Robotický systém roboTest L (linear) pro zkoušení plastů PDF 71 KB
- Informace o produktu: Robotický systém roboTest R (polar) pro zkoušení plastů PDF 86 KB
- Informace o produktu: ALEX – the Automated Lab Expert PDF 310 KB
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.
