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ASTM D638 Propriétés de traction Plastique

L'essai de traction sur les plastiques selon la norme ASTM D638 fournit des propriétés mécaniques essentielles telles que la contrainte de traction, l'allongement, le module de traction, la limite d'élasticité, le point de rupture et le coefficient de Poisson mais se distingue par de nombreux aspects techniques de l’essai de traction selon ISO 527-2 de sorte que la comparabilité entre normes demeure restreinte.

Les normes ISO 527-1 (principes généraux) et ISO 527-2 (conditions d'essai pour les plastiques destinés au moulage et à l'extrusion) décrivent également l’essai de traction sur plastiques.Le principe directeur de la norme ISO 527 est la haute comparabilité des résultats d'essai entre laboratoires, entreprises et états.

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  • Brochure sur le secteur d’activité: Plastique & Caoutchouc PDF 9 MB

Objectif de l’essai de traction selon ASTM D638

L’essai de traction permet de déterminer les propriétés mécaniques essentielles d'une masse moulée ou d'une éprouvette prélevée sur un composant en un point défini.

Les grandeurs caractéristiques sont:

  • Contrainte de traction:La force se référant à la section initiale de l'éprouvette
  • Allongement:Variation de la longueur de référence se référant à la longueur de référence initiale
  • Module de traction:Pente de courbe dans le diagramme de contrainte-allongement
  • Point d'élasticité:Contrainte et allongement sur le point de courbe sur lequel se trouve la pente nulle
  • Point de rupture:Contrainte et allongement au moment de la rupture éprouvette
  • Coefficient de Poisson: ratio négatif de l'allongement transversal à l'allongement longitudinal

Essais de vieillissement

L'essai de traction fournit des informations intéressantes sur la dégradation des grandeurs caractéristiques d'un polymère après vieillissement, exposition à la chaleur ou aux intempéries.Les grandeurs caractéristiques seront déterminées pour ce faire à l'état moulé mais aussi après vieillissement ou exposition aux intempéries.

Définition de l’éprouvette selon ASTM D638

  • Une haltère de type I est de préférence utilisée comme éprouvette. Avec une épaisseur de 3,2 mm (1/8 pouce) et une longueur de référence de 50 mm (2 pouces), cette éprouvette est encore relativement proche des épaisseurs de matériau usuelles dans les composants tout en offrant une bonne précision de la mesure de déformation.
  • Lorsqu’aucune rupture n’intervient dans la partie calibrée, étroite, de l'éprouvette (cas d’une éprouvette de type I), la norme ASTM D638 recommande d’utiliser une éprouvette de type II, sur laquelle la largeur la section calibrée, étroite, est sensiblement réduite.
  • Si la quantité de matériau disponible est insuffisante, ou si le retrait d'un composant ne permet pas d'obtenir une éprouvette plus largement dimensionnée, une éprouvette de type V - qui sera réduite dans toutes ses dimensions par rapport au type I - devra être utilisée.
  • Si des éprouvettes d'une épaisseur de matériau supérieure à 7 mm sont obtenues par traitement mécanique, le type d’éprouvette III sera alors utilisé.La largeur de la section calibrée, étroite, ainsi que la largeur de l'épaulement et la longueur totale sont augmentées de telle manière que l’éprouvette reste inférieure à la largeur.Pour les épaisseurs de panneaux supérieures à 14 mm, l'épaisseur est ajustée par traitement mécanique.
  • L'éprouvette de type IV est particulièrement adaptée à l’essai sur polymères très souples (par exemple le caoutchouc); elle est utilisée lorsqu'une comparaison entre des polymères souples et plus rigides est prévue.

Conditions de conditionnement définies et conditions ambiantes de la norme ASTM D638

  • Le respect des conditions de conditionnement définies et conditions ambiantes en relation avec la température et l'humidité de l'air est essentielle à la comparaison des résultats d'essais.
  • Vous trouverez les exigences relatives à la durée de conditionnement dans les normes matériau du plastique à tester.Dans le cadre de l'essai des formes de moulage, les éprouvettes devront par conséquent être stockées pendant au moins 16 heures en atmosphère normale.
  • Les atmosphères normées sont définies par la norme ASTM D618.
    Climat tempéré:23 ± 2 °C, 50 ± 10 %r.F.
    Climat subtropical:27 ± 2 °C, 65 ± 10 %r.F.
  • Les entrées de tolérance correspondent à la classe 2.En classe 1, les tolérances sont réduites de moitié.
  • La température ambiante décrit des limites d'utilisation plus larges pouvant se situer ente 18 °C et 28 °C.
  • Des essais à températures hautes ou basses peuvent toutefois être définies pour des exigences distinctes.

Exigences relatives à la machine d'essai selon ASTM D638

La variation de force et la déformation sont les principales grandeurs de mesure d’une machine d’essai.Dans le cadre d’un étalonnage périodique avec une traçabilité certifiée à un étalon de référence national, le certificat atteste que les mesurages atteignent la précision fixée par les normes d’essais pour les plages définies.

Mesure de la force (ASTM E4)


La norme ASTM D638 exige une précision de mesure de 1% par rapport à la valeur mesurée correspondante.Cette exigence est vérifiée par un étalonnage selon la norme ASTM E4 pour l'ensemble de la plage de mesure du capteur de force.La qualité d'un système de mesure de la force est par conséquent définie par la largeur de la plage de mesure sur laquelle la précision requise peut être atteinte.Les machines d'essai ZwickRoell peuvent atteindre la précision de mesure requise par la norme ASTM E4 à partir de seulement 1/1000 de leur plage de mesure.Le même montage d'essai peut ainsi être utilisé sans transformation pour mesurer les valeurs de module et contraintes de traction de nombreux matériaux.

Mesure de l’allongement (ASTM E83)


Les grandeurs à mesurer sont la course traverse ou la variation de la distance de serrage, et la déformation de l'éprouvette mesurée directement.

Pour la mesure de la course traverse, une précision de ± 10% par rapport à la valeur mesurée correspondante est exigée par l’ASTM D638.La course de la traverse est notamment utilisée pour déterminer l'allongement nominal à la rupture, de sorte que les courses à mesurer sont en principe relativement grandes.

Le module de traction est déterminé par des extensomètres à mesure directe.L’erreur admise pour la détermination de l’allongement est de 0,0002 [mm/mm].Cela correspond à une erreur de déformation de 0,02 %, ou - pour une longueur de référence de 50 mm - à une erreur de course admise de 0,01 mm.

Pour la mesure des limites d'élasticité et des faibles déformations jusqu'à environ 20%, la norme ASTM D638 exige la conformité à la classe C selon la norme d'étalonnage ASTM E83.Pour les déformations jusqu'à 10 %, cela signifie une valeur d'erreur fixe et maximale admise dans la détermination de la déformation de 0,001 [mm/mm], correspondant à une déformation de 0,1 %.Pour la mesure de déformations plus grandes, l'erreur relative ne doit pas dépasser ± 1 % de la valeur mesurée correspondante.

Pour la mesure des déformations supérieures à 20 %, la norme ASTM D638 autorise une erreur de mesure relative de ± 20 %, ce qui peut être aisément atteint même par des extensomètres relativement simples.

Essai de traction selon ASTM D638 avec enceinte thermique -80 °C à +250 °C

Essai sur plastique de -80 °C à +250 °C en enceinte thermique

Essai de matériau et de composants sous conditions de température (notamment sel. ASTM D 638) sur plastiques, caoutchouc, élastomère et matériaux composites avec extensomètre makroXtens.

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