ASTM D638 Właściwości mechaniczne przy rozciąganiu Tworzywa sztuczne
ASTM D638 opisuje metodę badania służącą do określania właściwości rozciągających wzmocnionych i niewzmocnionych tworzyw sztucznych. Zapewnia podstawowe właściwości mechaniczne, takie jak naprężenie rozciągające, wydłużenie, moduł sprężystości przy rozciąganiu, wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności i punkt zniszczenia.
ASTM D638 zawiera informacje na temat kształtów i wymiarów próbek, procedury badawczej, w tym warunków środowiskowych i wymagań, dotyczących dokładności stosowanych maszyn badawczych i ekstensometrów. Poniższe informacje zapewniają kompleksowy przegląd. Jednakże, aby mieć pewność, że próba rozciągania zostanie przeprowadzona zgodnie z normą ASTM D638, niezbędne jest uzyskanie kompletnej normy .
ASTM D638 i jej odpowiednik ISO ISO 527-1 / ISO 527-2 są technicznie równoważne, nie zapewniają całkowicie porównywalnych wyników, ponieważ kształty próbek do badań, procedura badania i określanie wyników różnią się w niektórych punktach. Próba rozciągania tworzyw sztucznych na foliach i arkuszach o grubości mniejszej niż 1 mm jest opisana w ASTM D882 ewent. ISO 527-3 .
ISO vs. ASTM Porównanie norm ASTM, dotyczących prób rozciąganiaCel & Wartości charakterystycznePróbka & WymiaryPrzeprowadzenie badaniaŚrodki pomiaroweWarunki otoczeniaAutomatyzacjaFAQ'sDownloads
Pomiar próby przed badaniem zgodnie z ASTM D638
Oprócz kształtów próbek norma ASTM D638 opisuje również dokładność, z jaką należy zmierzyć wymiary próbek.
- Szerokość próbek tworzyw sztucznych można określić za pomocą suwmiarki, mikrometru lub przyrządu do pomiaru przekroju poprzecznego
- Grubość próbek tworzyw sztucznych mierzy się za pomocą mikrometru lub przyrządu do pomiaru przekroju poprzecznego
- Siła pomiarowa wynosi od 5 do 15 N, powierzchnie pomiarowe są okrągłe i płaskie, zwykle o średnicy 1/4 cala (6,5 mm). Możliwe są inne elementy kontaktowe
- Pomiar przeprowadza się w środku próbki i w obrębie długości pomiarowej. Próbki formowane wtryskowo mierzy się w odległości 5 mm od środka długości pomiarowej
- Błąd pomiaru grubości wynoszący 0,1 mm powoduje błąd wynoszący 2,5%!
Maszyny wytrzymałościowe do ASTM D638
Nasze uniwersalne maszyny wytrzymałościowe z serii produktów zwickiLine, ProLine i AllroundLine służą do przeprowadzania próby rozciągania zgodnie z normą ASTM D638. Typowa maszyna wytrzymałościowa ma bciążenie znamionowe 10 kN. Oznacza to, że za pomocą próbki do badania typu I można zmierzyć wytrzymałość na rozciąganie do nieco poniżej 250 MPa, co zwykle jest wystarczające w przypadku niewzmocnionych tworzyw sztucznych. Mniejsze siły adaptuje się poprzez odpowiedni dobór czujnika siły. Dla większych sił dostępne są ramy obciążeniowe o wyższych obciążeniach nominalnych.
ASTM D638 wymaga dokładności pomiaru wynoszącej ±1% w oparciu o odpowiednią zmierzoną wartość. Wymóg ten zostaje potwierdzony poprzez kalibrację zgodnie z ASTM E4 dla całego zakresu pomiarowego czujnika siły. Jakość systemu pomiaru siły określa w szczególności szerokość zakresu pomiarowego, w którym można osiągnąć wymaganą dokładność. Maszyny wytrzymałościowe ZwickRoell mogą osiągnąć dokładność pomiaru wymaganą w normie ASTM E4 już od 1/1000 zakresu pomiarowego. Oznacza to, że wartości modułu i naprężenia rozciągające wielu materiałów można mierzyć przy użyciu tego samego zestawu badawczego bez modyfikacji.
Uchwyty mocujące do badania zgodnie z ASTM D638
Podczas badania zgodnie z ASTM D638 próbki muszą być bezpiecznie i antypoślizgowo trzymane w maszynie do prób rozciągania uważając, aby nie uszkodzić ich nadmiernymi siłami zaciskania.
W przypadku uchwytów mocujących stosowane są różne zasady działania:
- Zamknięcie za naciśnięciem przycisku
- Umożliwiają bardzo bezpośrednie i bezpoślizgowe przenoszenie prędkości trawersy na próbkę, zapewniając w ten sposób bardzo stałą i powtarzalną prędkość wydłużenia podczas badania
- Precyzyjnie regulowana siła mocowania
- Bardzo szeroki zakres zastosowań dla polimerów miękkich i twardych
- Zalecane, jeśli wymagany jest wysoki stopień powtarzalności wyników badań, jeśli trzeba badać bardzo różne materiały lub jeśli każdego dnia przeprowadzana jest duża liczba badań.
- Niezbędne w połączeniu z automatycznymi podajnikami próbek
- Zamykanie ręczne za pomocą ruchu wkręcającego
- Bardzo bezpośrednie i bezpoślizgowe przenoszenie prędkości trawersy na próbkę, zapewniając w ten sposób bardzo stałą i powtarzalną prędkość wydłużenia podczas badania
- Szeroki zakres zastosowań, od półsztywnych do sztywnych tworzyw sztucznych
- Nadaje się do badania o wysokich wymaganiach, dotyczących powtarzalności wyników pomiarów
- Zamykanie ręczne za pomocą ruchu dźwigni
- Nadaje się do bardzo częstych badań
- Siła mocowania przykładana jest poprzez ruch trawersy poprzez efekt klina podczas próby rozciągania, co zmniejsza prędkość wydłużenia badanej próbki, co może mieć wpływ na wynik badania
- Nadaje się do wewnętrznych zadań kontroli jakości o niskich wymaganiach, dotyczących odtwarzalności z wartościami zmierzonymi z innych laboratoriów
Klinowo-śrubowy uchwyt mocujący
- Połączenie zasady śruby i klina, wkładki są mocowane ręcznie za pomocą ruchu wkręcającego i przykładają siłę zacisku podczas badania poprzez efekt klina
- Stosowane, gdy należy przebadać bardzo różne próbki o grubości do 30 mm bez zmiany wkładek klinowych
ZwickRoell Ekstensometry dla ASTM D638
W zależności od wymagań ZwickRoell oferuje różne ekstensometry, z których większość spełnia klasę dokładności B-2 zgodnie z ASTM E83:
- Non-contact VideoXtens do optycznych pomiarów bezkontaktowych z wysoką rozdzielczością i dokładnością. VideoXtens posiada szeroki zakres pomiarowy, rozciągający się od pomiaru modułu do wydłużenia próbki >100%. Nałożenie na próbkę odbywa się automatycznie. Możliwe jest zintegrowanie pomiaru wydłużenia poprzecznego i wykorzystania urządzeń temperaturowych
- makroXtens do mechanicznych kontaktowych pomiarów z bardzo wysoką rozdzielczością i dokładnością. makroXtens posiada szeroki zakres pomiarowy, rozciągający się od pomiaru modułu do wydłużenia próbki >100%. Nałożenie na próbkę odbywa się automatycznie. Pomiary są możliwe do momentu pęknięcia próbki bez konieczności zdejmowania macek pomiarowych. Możliwe jest zintegrowanie pomiaru wydłużenia poprzecznego i wykorzystania komór temperaturowych.
- multiXtens łączy pomiar modułu sprężystości przy rozciąganiu z pomiarem dużych wydłużeń aż do pęknięcia próbki. Charakteryzuje się także bardzo dużą drogą przemieszczenia, sięgającą 740 mm. Można go zastosować, gdy trzeba zbadać bardzo różne materiały, np. kruche tworzywa sztuczne i elastomery przy bardzo dużych wydłużeniach próbki.
- Manualny ręcznie nakładany Clip-on do mechanicznych kontaktowych pomiarów z bardzo wysoką rozdzielczością i dokładnością. Przetworniki umieszczane są na próbce przez użytkownika przed badaniem, a po osiągnięciu maksymalnej drogi pomiarowej lub przed pęknięciem próbki są ponownie zdejmowane ręcznie. W zależności od wersji dostępne są drogi pomiarowe od ok. 2 mm do ok. 25 mm.
- Mechaniczny ekstensometr długodrogowy do pomiaru średnich do dużych wydłużeń próbek, odpowiedni do pomiaru plastyczności i wydłużenia przy zerwaniu. Nałożenie na próbkę odbywa się automatycznie, pomiary można prowadzić do momentu pęknięcia próbki, bez konieczności zdejmowania macek pomiarowych.
- Optyczny ekstensometr długodrogowy do pomiaru średnich do dużych wydłużeń próbek poprzez śledzenie odblaskowych znaczników pomiarowych, odpowiedni do wydłużeń plastycznych i zniszczeniowych. Nałożenie na próbkę odbywa się automatycznie, podobnie jak w przypadku pomiaru odległości znaczników, pomiar odbywa się do momentu pęknięcia próbki.
ASTM D638 Próba rozciągania w niskiej lub w podwyższonej temperaturze
Standardem jest pomiar próbek w stanie kondycjonowanym według metody A według ASTM D618. Jednakże norma ASTM D638 dopuszcza różne warunki kondycjonowania i pomiaru, dzięki czemu można przeprowadzać również badania w niskich lub podwyższonych temperaturach zgodnie ze specyfikacjami tej normy.
Komora temperaturowa ZwickRoell jest dostępna do prób rozciągania tworzyw sztucznych zgodnie z ASTM D638 w niskich lub podwyższonych temperaturach. Zakres temperatury można regulować w zakresie od -80°C do +360°C. W pełni zintegrowany system zapewnia wydajną, niezawodną i łatwą obsługę podczas prób rozciągania. Dzięki rozwiązaniu od drzwi do drzwi zużycie azotu i oblodzenie podczas badania w niskich temperaturach jest znacznie zmniejszone, dzięki czemu badania mogą być przeprowadzane bardziej opłacalnie.
Więcej badań w tej samej przestrzeni czasowej: Zwiększenie przepustowości próbek w laboratorium badań tworzyw sztucznych
W przypadku prób rozciągania zgodnie z ASTM D638 zautomatyzowane rozwiązanie może być interesujące dla zaledwie od 10 prób dziennie . Nasz asystent badawczy roboTest N przejmuje proste zadania Pick’n’Place i ekonomicznie wspiera laboratorium badawcze tworzyw sztucznych.
Laboratorium z wysokim zapotrzebowaniem badawczym polecamy nasz zautomatyzowany system badawczy roboTest L. Nasz koń pociągowy do badania tworzyw sztucznych w dużych ilościach oferuje miejsce dla 450 prób. Samodzielnie wykonuje pomiary przekroju poprzecznego próbki i próby rozciągania zgodnie z ASTM D638. Po zakończeniu badania pozostałości próbek są usuwane z uchwytów mocujących za pomocą oddzielnych chwytaków do usuwania.
Także inne kształty próbek lub inne metody badawcze nie są problemem dla naszych zautomatyzowanych systemów badawczych. Zautomatyzowany system badawczy roboTest R jest bardziej złożony i pozwala na dodatkową integrację drugiej lub trzeciej maszyny wytrzymałościowej lub dodatkowych urządzeń takich jak stacja centrująca lub komora klimatyczna od -80°C do +360°C. To nie tylko zwiększa przepustowość próbek, ale także oferuje możliwość równoległego przeprowadzania różnych badań - w celu uzyskania szybkich i wiarygodnych wyników badawczych!
do roboTest N do roboTest L do roboTest R Dlaczego automatyzować? Zapraszamy do kontaktu
Przebieg badania zgodnie z ASTM D638: Natychmiast rozpocznij badanie z testXpert
Przeprowadzenie badania zgodnie z ASTM D638 z oprogramowaniem badawczym testXpert:
Próba rozciągania jest jednym z najpowszechniejszych rodzajów badań z zakresu badań mechanicznych tworzyw sztucznych i polimerów. Implementacja zgodna z normą jest szczegółowo opisana w ASTM D638. Przekonasz się, jak łatwo można przeprowadzić badanie z testXpert, w 100% zgodny z normami i bez konieczności czytania wielu stron instrukcji krok po kroku.
Proste i skuteczne badanie zgodnie z ASTM D638, które gwarantuje również szybkie wdrożenie nowych pracowników:
- Wszystkie wartości charakterystyczne i parametry ASTM D638 są bezpośrednio już zapisane w programie badania Standard dla ASTM D638. Gwarantowana zgodność z normą jest pewna i oszczędzasz sobie czasochłonnego studiowania normy.
- Użytkownicy są prowadzeni przez badanie krok po kroku. Na ekranie widzisz tylko swoje zadania dzięki zarządzaniu użytkownikami. Zapewnia to szybkie wdrożenie. Wszyscy użytkownicy bezpiecznie przeprowadzają badanie zgodnie z ASTM D638 , nic nie zostaje zapomniane.
- Maksymalną efektywność badawczą można osiągnąć podłączając urządzenia peryferyjne: Przesyłanie wymiarów próbki z mikrometru bezpośrednio do oprogramowania badawczego oszczędza czas i eliminuje błędy wprowadzania.
do oprogramowania badawczego testXpert Przeprowadzenie badania w 6 krokach z pomocą testXpert
Często zadawane pytania dotyczące ASTM D638
W przypadku kruchych tworzyw sztucznych i tworzyw sztucznych, które nie mają granicy plastyczności, wydłużenie przy zerwaniu określa się bezpośrednio za pomocą ekstensometru mechanicznego lub bezkontaktowego. W przypadku tworzyw termoplastycznych mających granicę plastyczności nominalne wydłużenie przy zerwaniu mierzy się na podstawie drogi przemieszczenia zacisku ciągnącego maszyny wytrzymałościowej.
Wytrzymałość na rozciąganie to najwyższe naprężenie rozciągające, jakie może osiągnąć próbka podczas próby rozciągania . Ta wytrzymałość na rozciąganie może wystąpić w granicy plastyczności, wówczas nazywa się ją „wytrzymałością na rozciąganie w granicy plastyczności”. Jeżeli wytrzymałość na rozciąganie występuje na krótko przed zniszczeniem próbki, nazywa się ją „wytrzymałością na rozciąganie przy zerwaniu”.
ASTM E132 oferuje odpowiednią metodę badawczą do pomiaru liczby Poissona w temperaturze pokojowej. Jednakże w przypadku niewzmocnionych tworzyw sztucznych do celów obliczeniowych można zwykle zastosować stałą wartość liczby Poissona, ponieważ jest on w dużej mierze stały.
