ASTM D638 características de tração em plásticos
A ASTM D638 descreve o método de ensaio para determinar as propriedades de tração de plásticos reforçados e não reforçados. O ensaio de tração em plásticos conforme ASTM D638 fornece importantes características mecânicas como tensão de tração, deformação, módulo de tração, ponto de resistência à tração, ponto de estiragem e ponto de ruptura.
A norma ASTM D638 contém informações sobre formas e dimensões dos corpos de prova, procedimento de ensaio, incluindo condições ambientais e requisitos de precisão para as máquinas de ensaio e extensômetros utilizados. As informações a seguir fornecem uma visão geral abrangente. Entretanto, para garantir que o ensaio de tração seja realizado de acordo com a norma ASTM D638, é essencial adquirir a norma completa.
Embora a ASTM D638 e a ISO 527-1 / ISO 527-2 sejam tecnicamente equivalentes, elas não fornecem resultados totalmente comparáveis, pois os formatos dos corpos de prova, o procedimento de ensaio e a determinação dos resultados diferem em alguns aspectos. Filmes e chapas de plástico com espessura inferior a 1 mm são descritos na ISO 527-3 ou ASTM D882.
ISO vs. ASTM Normas ASTM para ensaios de tração em comparaçãoObjetivos & índicesAmostras de ensaio & dimensõesExecussão do ensaioEquipamento de ensaioCondições ambientaisAutomatisierungFAQ'sDownloads
Medição do corpo de prova previamente ao ensaio, em conformidade com a ASTM D638
Além das geometrias dos corpos de prova, a ASTM D638 também define a exatidão com que as dimensões dos corpos de prova devem ser medidas.
- A largura de corpos de prova de plástico pode ser determinada com um paquímetro, um micrômetro ou um dispositivo de medição de seção transversal
- A espessura dos corpos de prova de plástico é medida com um micrômetro ou com um dispositivo de medição de seção transversal
- A força de medição varia entre 5 e 15 N, as superfícies de medição são circulares e planas, normalmente com diâmetro de 6,35 mm. Outros elementos de contato são possíveis
- A medição é realizada no centro do corpo de prova e dentro do comprimento de medição. Corpos de prova moldados por injeção são medidos em até 5 mm ao redor do centro do comprimento de medição
- Um erro de medição da espessura de 0,1 mm gera um erro de 2,5%!
Máquinas de ensaio para ASTM D638
Para a realização do ensaio de tração segundo a ASTM D638, são utilizadas nossas máquinas universais de ensaio das linhas de produtos zwickiLine, ProLine e AllroundLine. A máquina de ensaio típica tem uma carga nominal de 10 kN. Com isso, é possível medir resistências à tração de até pouco menos de 250 MPa com o corpo de prova tipo I, o que geralmente é suficiente para plásticos não reforçados. Forças menores são adaptadas por meio da seleção adequada da célula de carga. Para forças maiores, estão disponíveis estruturas mecânicas com capacidades nominais mais elevadas.
A ASTM D638 requer uma acuracidade de medição de ±1% em relação ao valor de medição. Esse requisito é comprovado por meio da calibração de todo o intervalo de medição da célula de carga conforme a norma ASTM E4. A qualidade de um sistema de medição de força é definida, em especial, pela amplitude da faixa de medição na qual a precisão exigida pode ser alcançada. As máquinas para ensaios de materiais ZwickRoell conseguem alcançar a acuracidade de medição exigida em ASTM E4 já a partir de 1/1000 de sua faixa de medição. Dessa forma, os valores de módulo e as tensões de tração de diversos materiais podem ser medidos com o mesmo setup de ensaio, sem necessidade de reconfiguração.
Dispositivos de fixação para o ensaio segundo a ASTM D638
No ensaio conforme ASTM D638 é necessário fixar as amostras na máquina para ensaio de tração de forma segura e resistente ao escorregamento e assegurar que elas não sejam danificadas por forças de aperto excessivas.
Nas garras são aplicados diferentes princípios de atuação:
- Fechamento por meio de aperto de botão
- Elas permitem a transmissão da velocidade da travessa de forma muito direta e sem deslizamento para dentro da amostra e, dessa forma, providenciam uma taxa de deformação muito constante e reprodutível durante o ensaio.
- Regulagem exata da força de aperto
- Faixa de aplicação muito grande para polímeros macios e duros
- São recomendadas quando uma alta reprodutibilidade dos resultados de ensaio é exigida, ou quando materiais muito diferentes devem ser testados, ou quando diariamente um grande número de ensaios deve ser executado.
- São necessárias em combinação com alimentação de amostras automática
Suporte de amostras tipo rosca
- Fechamento manual por meio de movimento de aparafusagem
- Elas permitem a transmissão da velocidade da travessa de forma muito direta e sem deslizamento para dentro da amostra e, dessa forma, providenciam uma taxa de deformação muito constante e reprodutível durante o ensaio.
- Grande faixa de aplicação de plásticos semi-rígidos até rígidos
- Adequadas para ensaios de altos requisitos quanto à reprodutibilidade dos resultados de medição
Suporte de amostras tipo cunha
- Fechamento manual por meio de movimento de alavancagem
- Adequadas para ensaios de execução muito frequentes
- A força de aperto é aplicada por meio do movimento da travessa através do efeito de cunha durante o ensaio de tração, o que diminui a taxa de deformação na amostra e poderá comprometer o resultado de ensaio.
- Adequadas para tarefas de Garantia de Qualidade internas com baixos requisitos quanto à reprodutibilidade com a utilização de valores de medição de outros laboratórios.
- Combinação dos princípios de parafuso e cunha; os mordentes são fechados manualmente por meio de movimento de aparafusagem e aplicam a força de aperto durante o ensaio por meio de efeito de cunha
- Utilização quando amostras muito diferentes e até mais de 30 mm em espessura devem ser testadas, sem troca dos mordentes cuneiformes
Extensômetros Zwickroell para ASTM D638
Dependendo das suas necessidades, a ZwickRoell oferece diversos extensômetros, a maioria dos quais atende à classe de precisão B-2 segundo a ASTM E83:
- VideoXtens sem contato para medição óptica sem contato com alta resolução e precisão. O VideoXtens possui uma ampla faixa de medição, que vai desde a medição do módulo até deformações do corpo de prova superiores a 100%. O posicionamento do corpo de prova é realizado automaticamente. Há possibilidade de integrar a medição de deformação transversal e utilizar equipamentos de controle térmico
- makroXtens Para medição mecânica por contato com resolução e precisão muito altas. O makroXtens possui uma ampla faixa de medição, que vai desde a medição do módulo até deformações do corpo de prova superiores a 100%. O posicionamento do corpo de prova é realizado automaticamente. As medições podem ser realizadas até a ruptura do corpo de prova sem a necessidade de retirar os sensores de medição. Há a possibilidade de integrar a medição de deformação transversal e o uso de câmaras de temperatura.
- multiXtens Combina a medição do módulo de tração com a medição de altas deformações até a ruptura do corpo de prova. Ele também possui um curso de movimentação muito grande, de até 740 mm. Ele pode ser utilizado quando é necessário ensaiar materiais muito diferentes, por exemplo, plásticos frágeis e elastômeros com deformações do corpo de prova muito grandes.
- Sensor manual de fixação tipo clip-on Para medição mecânica por contato com resolução e precisão muito altas. Os sensores são posicionados manualmente pelo operador no corpo de prova antes do ensaio e retirados manualmente após atingir o percurso máximo de medição ou antes da ruptura do corpo de prova. Dependendo da versão, estão disponíveis percursos de medição de aproximadamente 2 mm até cerca de 25 mm.
- Transdutor mecânico de longo curso Para a medição de alongamentos médios a grandes em amostras, adequado para alongamento de extensão e ruptura. A preparação da amostra é automática, sendo possível realizar a medição até à ruptura da amostra sem retirar os sensores de medição.
- Transdutor óptico de longo curso Para a medição de deformações médias a grandes em amostras, através do rastreamento de marcas de medição refletivas, adequado para deformação por estiramento e deformação por ruptura. A configuração é feita automaticamente, assim como a medição da distância entre as marcas, que é feita até a quebra da amostra.
ASTM D638 – Ensaio de tração a temperaturas baixas ou a temperaturas elevadas
A medição padrão realiza a medição das amostras em um estado de condicionamento em conformidade com o método A conforme ASTM D618. Contudo, a ASTM D638 permite condições de condicionamento e de medição divergentes de modo que também ensaios a temperaturas baixas ou a temperaturas elevadas podem ser executados conforme as indicações de referida norma.
Para ensaios de tração em plásticos conforme ASTM D638 a temperaturas baixas ou a temperaturas elevadas está disponível a câmara de temperatura regulada da ZwickRoell. A temperatura é regulável na faixa de -80°C até +360°C (-112°F até 480°F). O sistema totalmente integrado permite a operação eficiente, confiável e fácil nos ensaios de tração. Com a solução porta-em-porta o consumo de nitrogênio e o congelamento no caso de ensaios a temperaturas baixas são significativamente reduzidos de modo que os ensaios podem ser realizados com melhor relação custo/benefício.
Mais ensaios no mesmo intervalo de tempo: Aumento da taxa de ensaios no laboratório de plásticos
Nos ensaios de tração conforme ASTM D638, uma solução automatizada pode ser interessante já a partir de 10 amostras por dia. Nosso assistente de ensaio roboTest N assume funções Pick’n’Place simples e fornece suporte de boa relação custo/benefício para o laboratório de ensaios em plásticos.
Para laboratórios com alta demanda por ensaios é recomendado nosso sistema robotizado de ensaios roboTest L. Nosso carro chefe para ensaios em plásticos em grandes quantidades oferece espaço para 450 amostras. Ele executa de forma autônoma a medição da seção transversal da amostra e ensaios de tração conforme ASTM D638. Após o ensaio, os restos de amostra são removidos das garras por garras de descarte separados.
Não obstante, também outros formatos de amostra ou outros métodos de ensaio não são problema algum para nossos sistemas automatizados de ensaios. O sistema automatizado de ensaios roboTest R possui complexidade maior e permite a integração adicional de uma segunda ou terceira máquina de ensaios ou de equipamentos adicionais como por ex. uma estação de centragem ou uma câmara climáticade -80 °C até +360 °C. Isso não somente aumenta a performance de amostras, mas, sim, também oferece a possibilidade de execução paralela de diferentes ensaios – para resultados de ensaio rápidos e confiáveis!
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Sequência de ensaio conforme ASTM D638: Comece a ensaiar com o testXpert
Realização do ensaio segundo ASTM D638 com o software de ensaio testXpert:
O ensaio de tração é um dos tipos de ensaio mais comuns na área de ensaios mecânicos em plásticos e polímeros. A realização conforme a norma está detalhadamente descrita na ASTM D638. Você descobrirá, em um passo a passo, como realizar o ensaio com o testXpert de forma simples, 100% conforme as normas e sem precisar ler muitas páginas.
Ensaios simples e eficientes conforme ASTM D638, o que também garante a rápida familiarização de novos operadores com os procedimentos:
- Todos os valores e parâmetros característicos da ASTM D638 já estão inseridos no método de ensaios Standard para a norma ASTM D638. A garantia de conformidade com a norma é segura e você economiza o tempo de estudo da norma.
- Os usuários são guiados passo a passo durante todo o ensaio. Na tela, serão exibidas somente as tarefas relevantes, graças ao gerenciamento de usuários. Isso garante a rápida familiarização com os procedimentos. Todos os usuários realizam o ensaio conforme a ASTM D638 com segurança, sem que nada seja esquecido.
- Você pode alcançar a máxima eficiência de seus ensaios com a conexão de dispositivos periféricos: Quando as dimensões da amostra do micrômetro são enviadas diretamente ao software de ensaios, obtém-se uma economia de tempo e erros de entrada.
Ir ao software de ensaios testXpert Execução do ensaio em 6 passos com testXpert
Perguntas frequentes quanto à norma ASTM D638
No caso de plásticos frágeis e plásticos sem ponto de escoamento, a medição da deformação na ruptura é feita de forma direta com o auxílio de um extensômetro de medição mecânica ou de medição sem contato. No caso de termoplásticos com ponto de escoamento, a medição da deformação na ruptura nominal é feita a partir do curso de deslocamento da trava de tração da máquina para ensaios de materiais.
A resistência à tração é a máxima tensão de tração alcançável pela amostra durante o ensaio de tração. A resistência à tração pode ser obtida em um ponto de escoamento, nesse caso ela será chamada de “resistência à tração no ponto de escoamento“. Quando a resistência à tração é obtida um pouco antes da falha da amostra, ela é chamada de “resistência à tração na ruptura“.
Para a medição do fator de Poisson a temperatura ambiente a ASTM E132 oferece um método de ensaio adequado. Não obstante, no caso de plásticos não reforçados pode ser utilizado para fins de cálculo na maioria das vezes um valor fixo para o fator de Poisson visto que ele é praticamente constante.
