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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 résistance à la traction, la limite d'élasticité et le point de rupture. L’ASTM D638 n’est pas identique à ses équivalents, les normes ISO 527-1 et ISO 527-2. Les normes diffèrent sur de nombreux aspects, tels que la forme et les dimensions des éprouvettes, la définition des résultats, ainsi que le déroulement d'essais lui-même. Alors que l'ASTM D638 représente une caractérisation pragmatique des propriétés de traction, l'idée directrice de l'ISO 527 est la comparabilité des résultats d'essais entre laboratoires, entreprises et frontières nationales.

Objectif & Grandeurs caractéristiques Réalisation de l’essai Échantillons & Dimensions éprouvettes Conditions ambiantes Exigences de précision Systèmes d’essais FAQ Téléchargements

Objectif & Valeurs caractéristiques de l’essai de traction seloh ASTM D638

L’essai de traction selon ASTM D638 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 ASTM D638 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.

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Simple et efficace, l’essai selon ASTM D638 garantit également une intégration rapide de vos nouveaux collaborateurs:

  • Toutes les grandeurs caractéristiques et paramètres de l’ASTM D638 sont déjà enregistrés dans le Programme d'essai Standard pour l’ASTM D638. La conformité à la norme est garantie, vous vous en épargnez la lecture fastidieuse.
  • Les utilisateurs sont guidés pas à pas tout au long de l’essai. Grâce à la gestion utilisateur, l’affichage est restreint aux seules tâches qui leur sont attribuées. Cela garantit un onboarding rapide. Les utilisateurs réalisent l’essai selon l’ASTM D638 en toute sécurité, aucun élément n’est laissé de côté.
  • Vous obtenez une efficacité maximale en connectant des appareils périphériques: Lorsque les dimensions de l'éprouvette sont directement envoyées par le micromètre au logiciel d'essai, cela permet des gains de temps notoires et les erreurs de saisie sont exlcues.

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Réalisation de l'essai de traction selon l’ASTM D638

L’essai de traction est l'un des types d'essais les plus fréquents dans le domaine des essais mécaniques sur les plastiques et les polymères. La réalisation conforme à la norme est décrite en détail dans la norme ASTM D638. Pour savoir comment réaliser aisément un essai avec, 100% conforme à la norme, avec testXpert sans toutefois lire de nombreuses pages, consultez l’instruction pas à pas de testXpert.

ASTM D638 en 6 étapes avec testXpert

L'ASTM D638 décrit les différentes formes d'éprouvettes et la précision avec laquelle les dimensions de l'éprouvette doivent être mesurées. Elle définit également l’écartement entre outils, la longueur de référence initiale et les tolérances autorisées pour la mesure. L'essai de traction selon l'ASTM D638 permet de déterminer différentes grandeurs caractéristiques typiques, par exemple le module de traction, les limites d’élasticité et l'allongement à la rupture. Une précharge définie garantit des résultats comparables.

À l’instar de l’ISO 527-1 / ISO 527-2, l’ASTM D638 fixe les méthodes utilisées pour l’essai de traction. Si les deux normes sont techniquement équivalentes, les résultats livrés diffèrent en certains points par les formes éprouvettes, vitesses d'essais et type de détermination résultat.

ASTM D638 Dimensions éprouvette / types d’éprouvette

Les éprouvettes utilisées pour les essais selon l'ASTM D638 sont classés par type:

  • ASTM D638 Type I - 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.
  • ASTM D638 Type II - Si aucune rupture n’intervient dans la partie calibrée, étroite, de l'éprouvette avec l'éprouvette de type I, l'ASTM D638 recommande d’utiliser l'éprouvette de type II, sur laquelle la largeur de la section calibrée, étroite, est sensiblement réduite.
  • ASTM D638 Typ III - 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.
  • ASTM D638 Typ IV - 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.
  • ASTM D638 Typ V - 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.

L0 Longueur de référence
L Écartement entre outillages
l1Longueur de la partie parallèle étroite/Diamètre interne
l2 Écartement entre les parties parallèles larges
l3 Longueur totale / Diamètre externe
b2 Largeur éprouvette dans la zone de l’épaulement
b1 Largeur éprouvette dans la zone de la longueur de référence
h Épaisseur éprouvette

ASTM D638 Dimensions éprouvette et types d’échantillon
Norme Type d’échantillon Remarque l3
mm
l1
mm
b2
mm
b1
mm
h
mm
L0
mm
L
mm
ASTM D638 Type I Échantillons préférentiels pour
les plastiques rigides
≥165 57±0,5 19+6,4 13±0,5 3,2±0,4 50±0,25 115±5
ASTM D638 Type II préféré, si le type1 ne
casse pas dans la section étroite
≥183 57±0,5 19+6,4 6±0,5 3,2±0,4 50±0,25 135±5
ASTM D638 Type III pour épaisseurs éprouvette supérieures à 7mm
(plastiques rigides et souples)
≥246 57±0,5 29+6,4 19±0,5 7...14 50±0,25 115±5
ASTM D638 Type IV pour comparaison des plastiques
rigides et souples
≥115 33±0,5 19+6,4 6±0,05 3,2±0,4 25±0,13 65±5
ASTM D638 Type V petites éprouvettes de composants ≥63,5 9.53 9,53+3,1 3,18±0,5 3,2±0,4 7.62 25,4±5

 

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.

ASTM D638 Essai de traction à basse ou à hautes températures

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

La norme consiste à mesurer les éprouvettes dans un état de conditionnement correspondant à la méthode A de l'ASTM D618. L’ASTM D638 permet toutefois des conditions de conditionnement et de mesure différentes, de sorte que des essais à basse ou à haute température pourront également être réalisés selon les prescriptions de cette norme.

Pour les essais de traction sur plastiques selon ASTM D638 à basse ou haute température, une enceinte thermique ZwickRoell vous est proposée. Les limites d’utilisation en température sont réglable de -80°C à +360°C. Le système entièrement intégré assure une utilisation efficace, fiable et simple lors des essais de traction. Grâce à la solution porte-dans-porte la consommation d'azote et le givrage sont considérablement réduits lors des essais au froid, ce qui permet de réaliser les essais à moindre coût.

Exigences de précision relatives à la machine d'essais 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 à la rupture nominal, 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.

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Questions fréquemment posées sur l’ASTM D638

La norme ASTM la plus fréquemment utilisée pour les essais de traction sur plastiques est l'ASTM D638. Cette norme est utilisée pour déterminer les propriétés de traction des plastiques pour le contrôle, la spécification, la caractérisation qualitative et à des fins de R&D. Elle définit les appareils d’essais, la forme et les dimensions des éprouvettes ainsi que la méthode d'essais à suivre. Les propriétés des matériaux déterminées par l'ASTM D638 comprennent la résistance à la traction, l'allongement de l'éprouvette, les valeurs d'allongement, le module d'élasticité et la possibilité de déterminer le coefficient de Poisson à température ambiante.

Pour des informations plus détaillées, veuillez consulter la norme complète: ASTM D638

La détermination de la résistance à la traction des plastiques s’effectue principalement en mesurant la contrainte nécessaire à la rupture d’une éprouvette en plastique. C'est pourquoi la norme opère une distinction entre la limite d'élasticité et la résistance à la rupture. Cette caractéristique essentielle des plastiques est fréquemment utilisée en R&D ainsi que pour le Contrôle Qualité. La résistance à la traction des plastiques est déterminée à l'aide d'une machine d’essai de traction qui étire l'éprouvette jusqu'à la rupture, tandis que les valeurs critiques sont mesurées et calculées. La plupart du temps, ces essais sont réalisés conformément à la norme ASTM D638, qui définit la forme et les dimensions de l'éprouvette à tester, indique les spécifications de la machine et décrit la méthode d'essais.

L’ASTM D638 décrit l’essai de traction sur plastiques. Les propriétés de traction mesurées sont le module de traction, la contrainte d'élasticité, la déformation à la limite d’écoulement, la résistance à la traction et l’allongement à la rupture. Ces propriétés sont importantes pour l'évaluation et la comparaison des matières plastiques et de leurs composés, ainsi que pour l'assurance qualité.

Sur les plastiques fragiles et plastiques ne présentant pas de point d'étirement, l'allongement à la rupture est déterminé par mesure directe à l'aide d'un extensomètre mécanique ou sans contact. Sur les thermoplastiques présentant un point d'étirement, l'allongement nominal à la rupture est mesuré à partir de la course de déplacement des pinces de traction de la machine d’essais.

La résistance à la traction est la contrainte de traction la plus élevée que l'éprouvette peut atteindre pendant un essai de traction. Cette résistance à la traction peut apparaître à un point d'élasticité, elle est alors appelée „résistance à la traction au point d’élasticité“. Lorsque la résistance à la traction se produit juste avant la rupture de l'éprouvette, elle est désignée par „résistance à la traction à la rupture“.

Pour les essais de traction sur films plastiques et panneaux jusqu'à 1 mm d'épaisseur, la norme utilisée est l'ASTM D882. Des éprouvettes spéciales et une méthode d'essais qui répond aux exigences spécifiques de l’essai sur films sont proposées.

Les plastiques renforcés par des fibres longues, comme le GRC ou le CRC, sont mesurés lors d'un essai de traction selon la norme ASTM D 3039. Ces matériaux peuvent présenter des propriétés très différentes selon la direction et la structure du stratifié ou du tissu. C'est pourquoi ils nécessitent souvent des éprouvettes et méthodologies d'essais spécialement adaptées.

L’ASTM E132 propose une méthode d’essais adaptée à la mesure du coefficient de Poisson à température ambiante. Pour les essais sur plastiques non renforcés, vous pourrez cependant utiliser une valeur fixe pour le calcul du coefficient de Poisson car celui-ci est constant.

La norme consiste à mesurer les éprouvettes dans un état de conditionnement correspondant à la méthode A de l'ASTM D618. La norme ASTM D638 permet toutefois des conditions de conditionnement et de mesure différentes, de sorte que des essais à basse ou haute température pourront également être réalisés selon les prescriptions de cette norme.

La norme ASTM D638 régit la détermination des propriétés de traction, y compris la résistance à la traction des plastiques non renforcés et renforcés. Les autres normes usuelles pour l’essai de résistance à la traction sont l’ASTM E8/ASTM E8M pour matériaux métalliques, ASTM D412 pour les caoutchoucs et élastomères de même que l’ASTM D3039 pour les matériaux composites

Téléchargements

Nom Type Taille Download
  • Information produit: Mâchoires à vis, Fmax 5 kN / 10 kN PDF 485 KB
  • Information produit: Mâchoires pneumatiques, Fmax 10 kN / 20 kN PDF 2 MB
  • Brochure sur le secteur d’activité: Plastique & Caoutchouc PDF 9 MB
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