ASTM D638, propiedades de tracción plástico
La norma ASTM D638 describe el método de ensayo para determinar las propiedades de tracción de plásticos reforzados y no reforzados. Proporciona las principales características mecánicas del material, como la tensión a tracción, la deformación, el módulo de tracción, la resistencia a la tracción, el punto de fluencia y el punto de rotura.
La norma ASTM D638 contiene información sobre las formas y dimensiones de las probetas, la secuencia de ensayo, incluidas las condiciones ambientales , así como los requisitos de precisión para las máquinas de ensayos y los extensómetros utilizados. Los siguientes datos proporcionan una visión general completa. Sin embargo, para garantizar que el ensayo de tracción se realiza de acuerdo con la norma ASTM D638, es esencial adquirir la norma completa.
Aunque la norma ASTM D638 y su homóloga ISO ISO 527-1 / ISO 527-2 son técnicamente equivalentes, no proporcionan resultados completamente comparables, ya que las formas de las probetas, el procedimiento de ensayo y la determinación de los resultados difieren en algunos aspectos. En las normas ASTM 527-3 y ISO D882 se define el ensayo de tracción en láminas y planchas de plástico de menos de 1 mm de espesor.
ISO vs. ASTM Comparativa normas ASTM para ensayos de tracciónObjetivo y valores característicosProbetas y dimensionesRealización del ensayoEquiposCondiciones ambientalesAutomatizaciónPreguntas frecuentesDescargas
Medición de la probeta antes del ensayo según ASTM D638
Además de las formas de las probetas, la norma ASTM D638 también describe la precisión con la que deben medirse las dimensiones de las probetas.
- El espesor de las probetas de plástico puede determinarse utilizando un pie de rey, un micrómetro o un medidor de sección
- El espesor de las probetas de plástico se mide con un tornillo micrómetro o un dispositivo de medición de sección
- La fuerza de medición oscila entre 5 y 15 N, las superficies de medición son circulares y planas, normalmente con un diámetro de 6,35 mm (6,5 mm). Permite otros elementos de contacto
- La medición se realiza en el centro de la probeta y dentro de la longitud de medición. Las probetas moldeadas por inyección se miden dentro de los 5 mm del centro de la longitud de medición
- ¡Un error de medición del espesor de 0,1 mm produce un error del 2,5%!
Máquinas de ensayos para ASTM D638
Para el ensayo de tracción según ASTM D638 se emplean nuestras máquinas de ensayos universales de las series zwickiLine, ProLine y AllroundLine. La máquina de ensayos típica tiene una carga nominal de 10 kN. Esto permite medir resistencias a la tracción de hasta algo menos de 250 MPa con la probeta de tipo I, lo que suele ser suficiente para plásticos no reforzados. Las fuerzas menores se adaptan seleccionando el sensor de fuerza adecuado. Para fuerzas mayores se dispone de bastidores de carga con cargas nominales más elevadas.
La ASTM D638 requiere una precisión de medición de ± 1% basada en el valor edido respectivo. Este requisito se verifica con una calibración según la norma ASTM E4 para todo el rango de medición del sensor de fuerza. La calidad de un sistema de medición de fuerza se define, particularmente, por la amplitud del rango de medición en el que se puede lograr la precisión requerida. Las máquinas de ensayos de ZwickRoell pueden lograr la precisión de medición requerida en la norma ASTM E4 desde tan solo 1/1000 de su rango de medición. Eso significa que se pueden medir valores del módulo y tensiones a tracción de muchos materiales con el mismo dispositivo de ensayo sin cambiar accesorios.
Mordazas para ensayos según ASTM D638
En los ensayos según ASTM D638, las probetas deben sujetarse de forma segura y sin deslizamiento en la máquina de ensayos de tracción y debe prestarse atención a que no resulten dañadas por fuerzas de sujeción excesivas.
Las mordazas utilizan diferentes principios de funcionamiento:
- Se cierran pulsando un botón
- Permiten una transmisión muy directa y sin deslizamientos de la velocidad del travesaño a la probeta, lo que se traduce en una velocidad de deformación muy constante y reproducible durante el ensayo
- Ajuste exacto de la fuerza de sujeción
- Gama muy amplia de aplicaciones para polímeros blandos y duros
- Recomendable si se requiere una alta reproducibilidad de los resultados del ensayo, si se van a ensayar materiales muy diferentes o si se realiza un gran volumen de ensayos diariamente.
- Necesario en combinación con alimentadores automáticos de probetas
- De cierre manual mediante el movimiento del tornillo
- Transmisión muy directa y sin deslizamientos de la velocidad del travesaño a la probeta, lo que se traduce en una velocidad de deformación muy constante y reproducible durante el ensayo
- Amplia gama de aplicaciones, desde plásticos semirrígidos hasta rígidos
- Adecuado para ensayos con altas exigencias de reproducibilidad de los resultados de medición
- Cierre manual mediante un movimiento de palanca
- Adecuado para ensayos muy frecuentes
- La fuerza de sujeción se aplica mediante el movimiento del travesaño por efecto cuña durante el ensayo de tracción, lo que reduce la velocidad de deformación de la probeta, lo que puede repercutir en el resultado del ensayo
- Adecuado para tareas internas de control de calidad con bajos requisitos de reproducibilidad con valores medidos en otros laboratorios
- Combinación del principio de tornillo y cuña, las mandíbulas se colocan manualmente mediante un movimiento de tornillo y ejercen la fuerza de sujeción durante el ensayo por medio de la cuña
- Se utilizan cuando es necesario ensayar probetas muy diferentes de hasta más de 30 mm de espesor sin cambiar las mandíbulas en cuña
Extensómetros ZwickRoell para ASTM D638
En función de las necesidades, ZwickRoell presenta diferentes extensómetros, la mayoría de los cuales cumplen la clase de precisión B-2 según ASTM E83:
- VideoXtens sin contacto para la medición óptica sin contacto de alta resolución y precisión. El VideoXtens tiene un amplio rango de medición, desde la medición del módulo hasta alargamientos de la probeta >100%. La probeta se acopla automáticamente. Se puede integrar una medición de la deformación transversal y el uso de dispositivos de termorregulación.
- makroXtens para la medición mecánica por contacto con una resolución y precisión muy elevadas. El makroXtens tiene un amplio rango de medición, desde la medición del módulo hasta alargamientos de la probeta >100%. La probeta se acopla automáticamente. Se pueden realizar las mediciones hasta la rotura de la probeta sin levantar los brazos sensores. Se puede integrar una medición de la deformación transversal y el uso de cámaras de temperatura.
- multiXtens combina la medición del módulo de tracción con la medición de grandes deformaciones hasta la rotura de la probeta. También dispone de un rango de recorrido muy amplio de hasta 740 mm. Se puede utilizar cuando se van a ensayar materiales muy diferentes, por ejemplo, plásticos frágiles y elastómeros con deformaciones muy elevadas de la probeta.
- Extensómetro manual por contacto clip-on para la medición mecánica por contacto con una resolución y precisión muy elevadas. El usuario coloca los extensómetros en la probeta antes del ensayo y los retira manualmente una vez alcanzado el recorrido de medición máximo o antes de que se rompa la probeta. En función de la versión, se dispone de recorridos de medición de aprox. 2 mm a unos 25 mm.
- Extensómetro mecánico de largo recorrido para medir deformaciones de probetas medianas a grandes, adecuado para el alargamiento de fluencia y de rotura. Se posiciona automáticamente sobre la probeta y se puede medir hasta la rotura sin levantar el brazo sensor.
- Extensómetro óptico de largo recorrido para medir deformaciones de probetas medianas a grandes mediante el seguimiento de marcas de medición reflectantes, adecuado para el alargamiento de fluencia y de rotura. Su posicionamiento es automático, al igual que la medición de la distancia entre marcas; la medición continúa hasta la rotura de la probeta.
ASTM D638 - Ensayo de tracción en metal a temperaturas elevadas
La norma consiste en medir las probetas acondicionadas, según el método A de la norma ASTM D618. Sin embargo, la norma ASTM D638 permite variar las condiciones de acondicionamiento y medición, de modo que los ensayos a temperaturas bajas o elevadas también pueden realizarse de acuerdo con las especificaciones de esta norma.
Para ensayos de tracción en plásticos según ASTM D638 a temperaturas bajas o elevadas disponemos de la cámara de temperatura ZwickRoell. El rango de temperatura es regulable de -80°C a +360°C. El sistema totalmente integrado garantiza un manejo eficiente, fiable y sencillo durante los ensayos de tracción. La solución puerta en puerta reduce significativamente el consumo de nitrógeno y la formación de hielo cuando se realizan ensayos en frío, lo que hace que los ensayos sean más rentables.
Más ensayos en el mismo tiempo: Aumento del volumen de probetas en el laboratorio de ensayos de plásticos
En los ensayo de tracción según ASTM D638 la automatización puede ser una solución interesante a partir de 10 probetas al día. Nuestro robot asistente de ensayos roboTest N asume tareas sencillas de pick-n-place además de ser un apoyo rentable en el laboratorio de ensayos.
Para laboratorios con altos requisitos de ensayo, recomendamos nuestro sistema de ensayos automatizado roboTest L. Nuestro «caballo de batalla» para ensayos de plástico en grandes volúmenes con capacidad de hasta 450 probetas. Realiza de forma independiente la medición de la sección transversal de la probeta y los ensayos de tracción según la norma ASTM D638. Tras el ensayo, se retiran los restos de probetas de las mordazas con unas pinzas de eliminación.
Otras formas de probetas u otros métodos de ensayo tampoco representan ningún problema para nuestros sistemas de ensayos automatizados. El sistema de ensayos automatizado roboTest R es más complejo y permite la integración adicional de una segunda o tercera máquina de ensayos o dispositivos adicionales como una estación de centrado o una cámara climática de -80 °C a +360 °C. Esto no sólo permite aumenta el volumen de probetas, sino que también ofrece la posibilidad de realizar diferentes ensayos en paralelo, para obtener resultados rápidos y fiables.
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Ensayo según ASTM D638 con el software de ensayos testXpert:
El ensayo de tracción es uno de los más habituales en el área de los ensayos mecánicos en plásticos y polímeros. El procedimiento normalizado se describe detalladamente en la norma ASTM D638. Con la guía paso a paso de testXpert aprenderá lo fácil que es realizar el ensayo con nuestro software de ensayos, 100% normativo y sin tener que leer muchas páginas.
Ensayos eficientes y simples según ASTM D638: es lo que garantiza una rápida incorporación de nuevos empleados:
- Todos los valores característicos y parámetros de la norma ASTM D638 están integrados en el programa de ensayo estándar para ASTM D638. Así garantiza que cumple la norma y no tiene que estudiar la norma.
- Los usuarios son guiados paso a paso por todo el ensayo. En la pantalla verá solo sus tareas gracias a la administración de usuarios. Esto ahorra garantiza una rápida incorporación del personal. Todos los usuarios realizan el ensayo STM D638 de forma segura, no se olvida nada.
- Puede conseguir la máxima eficacia en sus ensayos conectando dispositivos periféricos: El envío de las dimensiones de la probeta directamente al software de ensayo permite ahorrar y evitar errores en la entrada de datos.
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Preguntas frecuentes sobre la ASTM D638
En el caso de plásticos frágiles y plásticos que no presentan un punto de fluencia, el alargamiento de rotura se determina por medición directa con un extensómetro mecánico o sin contacto. En los termoplásticos que presentan un límite elástico, el alargamiento nominal a la rotura se mide a partir del recorrido de la pinza de tracción de la máquina de ensayos.
La resistencia a la tracción es el esfuerzo de tracción más elevado que puede alcanzar la probeta durante un ensayo de tracción. Esta resistencia a la tracción puede generarse en un punto de fluencia, en cuyo caso se denomina "resistencia a la tracción en el punto de fluencia". Si la resistencia a la tracción se produce poco antes del fallo de la probeta, se denomina "resistencia a la tracción en el punto de rotura".
La norma ASTM E132 ofrece un método de ensayo adecuado para medir el coeficiente de Poisson a temperatura ambiente. Sin embargo, en el caso de los plásticos no reforzados, normalmente se puede utilizar un valor fijo para el coeficiente de Poisson a efectos de cálculo, ya que es constante en gran medida.
