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ASTM D638, propiedades de tracción plástico

El ensayo de tracción en plásticos según la norma ASTM D638 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 no es idéntica a sus homólogas ISO 527-1 e ISO 527-2. Las normas difieren en muchos aspectos, como la forma y las dimensiones de las probetas de ensayo, la definición de los resultados y también en la propia secuencia de ensayo. Mientras que la norma ASTM D638 representa una caracterización pragmática de las propiedades de tracción, la idea central de la norma ISO 527 es la alta comparabilidad de los resultados de los ensayos entre laboratorios, empresas y países.

Objetivo y valores característicos Realización del ensayo Probetas y dimensiones Condiciones ambientales Requisitos de precisión Sistemas de ensayos Preguntas frecuentes Folleto plásticos

Objetivo y valores característicos del ensayo de tracción según la norma ASTM D638

Con el ensayo de tracción, se determinan las principales propiedades mecánicas de materiales de moldeo o de probetas extraídas de un componente en un punto definido.

Dichos valores característicos son:

  • Tensión a tracción: Fuerza referida a la sección inicial de la probeta
  • Deformación: Variación de la longitud de medición referida a Longitud inicial
  • Módulo de tracción: Gradiente de la curva en el diagrama de tensión-deformación
  • Punto de fluencia: Tensión y deformación en el punto de la curva donde el gradiente es cero
  • Punto de rotura: Tensión y deformación en el momento de rotura de la probeta
  • Coeficiente de Poisson: relación negativa de deformación transversal respecto a extensión longitudinal

Ensayos de envejecimiento

El ensayo de tracción según ASTM D638 nos proporciona una buena base para representar la variación de los valores característicos mecánicos de un polímero según el envejecimiento, el envejecimiento por calor o medios o la exposición a la intemperie. Para ello, se determinan los valores característicos del ensayo de tracción en un estado reciente a la inyección, así como también según los tiempos de envejecimiento y de exposición a la intemperie.

ASTM D638: Empiece a ensayar ya con testXpert

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 ASTM 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.

Software de ensayos testXpert Realización del ensayo en 6 pasos con testXpert

Realización del ensayo de tracción 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.

ASTM D638 en 6 pasos con testXpert

El software de ensayo testXperti testXpert III es la solución ideal para cualquier requisito de ensayo. Tanto la norma ISO 527-1/ISO 527-2 como la ASTM D638 definen métodos para el ensayo de tracción. Ambas normas son técnicamente equivalentes, pero no ofrecen resultados completamente comparables, ya que las geometrías de las probetas, las velocidades de ensayo y la determinación de los resultados difieren entre sí. Con testXpert, ZwickRoell ofrece un programa de ensayo estándar con las especificaciones que cumple los requisitos de la norma ASTM D638. Todos los ajustes para realizar el ensayo según la ASTM 527 están previamente configurados.

Software de ensayos testXpert Programa de ensayo estándar de testXpert

ASTM D638 Dimensiones de probeta / Tipos de probeta

Las probetas utilizadas para los ensayos según la norma ASTM D638 se clasifican por tipos:

  • ASTM D638 Tipo I - Se emplea preferiblemente una probeta halterio tipo I, que con un espesor de 3,2 mm (1/8 de pulgada) y una longitud de medición de 50 mm (2 pulgadas) todavía está relativamente cerca de los espesores de material habituales en componentes y, a su vez, permite alcanzar una buena precisión en la medición de la deformación.
  • ASTM D638 Tipo II - Si con la probeta tipo I no se produce una rotura en la parte estrecha y paralela, la norma ASTM D638 recomienda la probeta tipo II, con un ancho de la sección paralela estrecha significativamente reducido.
  • ASTM D638 Tipo III - Si se obtienen probetas de espesores de material de más de 7 mm a través del mecanizado, se emplea la probeta tipo III. En este caso, tanto el ancho de la sección paralela estrecha como el ancho de cabeza y la longitud total se incrementan, de modo que el espesor de la probeta es inferior al ancho. En caso de grosores superiores a 14 mm, se ajusta el espesor mediante el mecanizado.
  • ASTM D638 Tipo IV - La probeta tipo IV es ideal para el ensayo de polímeros muy blandos (por ejemplo, caucho) y se utiliza cuando se busca una comparación entre polímeros blandos y otros más rígidos.
  • ASTM D638 Tipo V - Si solo se dispone de una pequeña cantidad de material, o si no es posible extraer una probeta más grande de un componente, entonces se usa una probeta tipo V, reducida en todas sus dimensiones respecto al tipo I.

L0 Longitud de medición
L Longitud de sujeción
l1 Longitud de la parte estrecha paralela/Diámetro interior
l2 Distancia entre secciones anchas, paralelas
l3 Longitud total/ diámetro exterior
b2 Ancho de probeta en área de los extremos
b1 Ancho de probeta en área de longitud de medición
h Espesor de probeta

ASTM D638 Dimensiones y tipos de probetas
Norma Tipo de probeta Observación: l3
mm
l1
mm
b2
mm
b1
mm
h
mm
L0
mm
L
mm
ASTM D638 Tipo I Probeta pref.
para plásticos rígidos
≥165 57±0.5 19+6,4 13±0.5 3.2±0.4 50±0.25 115±5
ASTM D638 Tipo II preferiblem., si tipo I no
se rompe en la sección estrecha
≥183 57±0.5 19+6,4 6±0.5 3.2±0.4 50±0.25 135±5
ASTM D638 Tipo III para espesores de probeta superiores a 7 mm
(plásticos rígidos y blandos)
≥246 57±0.5 29+6,4 19±0.5 7...14 50±0.25 115±5
ASTM D638 Tipo IV para comparaciones de plásticos
rígidos y blandos
≥115 33±0.5 19+6,4 6±0.05 3.2±0.4 25±0.13 65±5
ASTM D638 Tipo V pequeñas probetas de componentes ≥63,5 9.53 9,53+3,1 3.18±0.5 3.2±0.4 7.62 25.4±5

 

Requisitos de acondicionamiento y condiciones ambientales definidos en ASTM D638

  • El cumplimiento de los requisitos de acondicionamiento y de las condiciones ambientales establecidos en relación con la temperatura y la humedad del aire es de especial importancia para la comparabilidad de los resultados del ensayo.
  • Los tiempos definidos para el acondicionamiento se encuentran generalmente en las normas del material plástico a ensayar.Además, en el marco del ensayo de materiales de moldeo, las probetas deberán almacenarse al menos durante 16 horas en un clima normalizado.
  • Si los ensayos se llevan a cabo en un clima normalizado, se refiere a un clima estandarizado especificado en la norma ASTM D618.
    Clima templado:23 ± 2 °C, 50 ± 10 %r.F.
    Clima subtropical:27 ± 2 °C, 65 ± 10 %r.F.
  • Las tolerancias indicadas corresponden a la clase 2.En la clase 1 dichas tolerancias se reducen a la mitad.
  • A temperatura ambiente, se indica un rango de temperatura algo más amplio que puede ir de 18 °C a 28 °C.
  • Asimismo, también se pueden realizar ensayos a altas y bajas temperaturas, para los que se pueden definir requisitos distintos.

ASTM D638 - Ensayo de tracción en metal a temperaturas elevadas

Ensayo de plásticos entre -80 °C y +250 °C en cámara de temperatura

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.

Requisitos para la máquina de ensayos según ASTM D638

La fuerza y el alargamiento son las dos variables de medición fundamentales de una máquina de ensayos de materiales. Como parte de una calibración periódica, en comparación con un instrumento de medición trazable con estándares nacionales, se ha demostrado que dichas variables de medición alcanzan el nivel de precisión establecido en las normas de ensayo en unos rangos definidos.

Medición de fuerza (ASTM E4)


La ASTM D638 requiere una precisión de medición de ± 1% basada en el valor medido 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.

Medición de deformación (ASTM E83)


Las variables a medir son el recorrido del travesaño o la variación de la distancia entre pinzas, así como la deformación de la probeta medida directamente.

Para la medición del recorrido del travesaño se requiere una precisión de ± 10% en base al respectivo valor medido en la norma ASTM D638. El recorrido del travesaño se emplea, particularmente, para determinar el alargamiento de rotura nominal, por lo que los recorridos a medir suelen ser relativamente largos.

El módulo de tracción se determina con extensómetros de contacto. El error permitido para determinar el alargamiento es de 0,0002 [mm/mm]. Esto corresponde a un error de alargamiento del 0,02% o, con una longitud de medición de 50 mm, un error de recorrido permitido de 0,01 mm.

Para la medición de puntos de fluencia y alargamientos bajos de hasta aproximadamente el 20%, la ASTM D638 requiere el cumplimiento de la Clase C de acuerdo con el estándar de calibración ASTM E83. Para alargamientos de hasta el 10%, esto significa un valor de error máximo permitido fijo en la determinación de la deformación de 0,001 [mm/mm], correspondiente a una deformación de 0,1%. Para la medición de deformaciones superiores, el error relativo no debe exceder ± 1% del valor medido respectivo.

Para la medición de deformaciones superiores al 20%, la ASTM D638 permite un error de medición relativo de ± 20%, que se puede alcanzar fácilmente incluso con extensómetros relativamente sencillos.

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Máquinas de ensayos de tracción y accesorios compatibles para ASTM D638

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Preguntas frecuentes sobre la ASTM D638

La norma ASTM más común para los ensayos de tracción en plásticos es la ASTM D638. Esta norma se utiliza para determinar las propiedades de tracción de los plásticos para el control, la especificación, la caracterización de calidad, así como para fines de investigación y desarrollo. Define el equipo de ensayos, la forma y las dimensiones de la probeta y el método de ensayo a seguir. Las propiedades del material determinadas por la norma ASTM D638 incluyen la resistencia a la tracción, la deformación de la probeta, los valores de deformación, el módulo de elasticidad y la capacidad de determinar el coeficiente de Poisson a temperatura ambiente.

Encontrará más información en el texto completo de la norma: ASTM D638

La determinación de la resistencia a la tracción de los plásticos se lleva a cabo básicamente midiendo el esfuerzo necesario hasta la rotura o cedencia de una probetas de plástico. Por ello, la norma distingue entre el límite elástico y la resistencia a la rotura. Esta característica, crucial en los plásticos, se utiliza a menudo en investigación y desarrollo, así como para el control de calidad. La resistencia a la tracción de los plásticos se determina utilizando una máquina de ensayos de tracción que tira de la probeta hasta que se rompe, mientras se miden y calculan los valores críticos. En la mayoría de los casos, estos ensayos se realizan de acuerdo con la norma ASTM D638, que especifica la forma y las dimensiones de la probeta a ensayar, define las especificaciones de la máquina y describe el método de ensayo.

La norma ASTM D638 describe el ensayo de tracción en plásticos. Se miden las propiedades de tracción, como el módulo de tracción, el límite elástico, la deformación elástica, la resistencia a la tracción y el alargamiento de rotura. Estas propiedades son importantes para evaluar y comparar los plásticos y sus compuestos, así como para garantizar su calidad.

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 D882 se utiliza para ensayos de tracción en films y láminas plásticas de hasta 1 mm de grosor. En este caso, existen probetas especiales y un procedimiento de ensayo que responde a los requisitos especiales de los ensayos de películas.

Los plásticos reforzados de fibra larga, como el GRC o el CRC, se miden en el ensayo de tracción conforme a ASTM D 3039. Estos materiales pueden tener propiedades muy diferentes según la dirección y la estructura del laminado o tejido. Por ello, a menudo requieren probetas y métodos de ensayo específicos.

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.

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.

La norma ASTM D638 define cómo se determinan las propiedades de tracción, entre ellas la resistencia a la tracción, de los plásticos reforzados y no reforzados. Otras normas comunes para el ensayo de resistencia a la tracción son la ASTM E8/ASTM E8M para metales, ASTM D412 para caucho y elastómeros, y ASTM D3039 para compuestos de fibras.

Descargas

Nombre Tipo Tamaño Descargar
  • Información del producto: Mordazas de tornillo, Fmáx. 5 kN / 10 kN PDF 485 KB
  • Información del producto: Mordazas neumáticas, Fmáx. 10 kN / 20 kN PDF 2 MB
  • Folleto sectores: Plástico y goma PDF 9 MB
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