Цель испытания на растяжение по ISO 527
В процессе испытания на растяжение определяются важные механические свойства формовочной массы. Эти характеристики используются, как правило, для сравнения.
Типичные характеристики:
- Напряжение растяжения: отношение усилия к начальному поперечному сечению образца
- Деформация: отношение изменения расчетной длины к начальной расчетной длине
- Модуль растяжения: наклон кривой в диаграмме напряжения/деформации
- Точка текучести: напряжение и деформация в точке кривой, в которой наклон равен нулю
- Точка разрушения: напряжение и деформация в момент разрушения образца
- Коэффициент Пуассона: отрицательное отношение поперечной деформации к продольной
В стандартах ISO 527-1/-2 и ASTM D 638 регламентированы методики проведения испытания на растяжение. Оба стандарта технически эквивалентны, но их результаты не являются полностью сравнимыми, т.к. формы образцов, значения скорости испытания и способы определения результатов в некоторых случаях различаются.
В стандартизированном испытании на растяжение результаты отображаются относительно определенной скорости растяжения на образце. Однако в практическом применении изделия или структуры возникающие нагрузки могут находиться в очень широком диапазоне скорости деформации. По причине вязко-упругих свойств полимеров при измененных скоростях деформации обычно возникают другие механические характеристики, отличающиеся от измеренных на стандартизированном образце. Вследствие этого полученные в процессе испытания на растяжение характеристики не в полной мере подходят для определения параметров изделия, однако являются очень надежной базой для сравнения материалов.
Испытания на старение: испытание на растяжение образует хорошую базу для выявления изменения механических характеристик полимера после старения, термообработки, нахождения в определенной среде или после атмосферного воздействия. Для этого характеристики определяются в процессе испытания на растяжение, затем еще раз - после старения или атмосферного воздействия.
Определение формы и размеров используемых образцов по ISO
Формы образцов для испытания формовочных масс
Высокая точность сравнения - это значительная целевая установка при испытании формовочных масс. Это требует ограничения типов образцов.
- Обычно образцы изготавливают посредством литья. Используется указанный в стандарте ISO 527-2 образец типа 1A, который в стандарте ISO 3167 обозначен как образец типа A, и его толщина дополнительно ограничена четырьмя миллиметрами. Кроме того, этот образец указан в стандарте ISO 20753 как образец A1.
- Полученный в процессе литья под давлением образец с удалением от точки впрыска проявляет снижение ориентировки, что приводит к непостоянному протеканию механических свойств по длине образца и зачастую к разрушению образца на удаленной от литника стороне.
- Расчетная длина образца составляет преимущественно 75 мм, также используется значение 50 мм.
- В качестве альтернативы разрешено использовать образец типа 1B, обозначенный в стандарте ISO 3167 как тип B, а в ISO 20753 - как тип A2.
- Этот образец, как правило, вырезается из изготовленных посредством прессования или литья под давлением плит. Ориентировки полимера обычно значительно отличаются от ориентировок в образце, полученного посредством литья под давлением. Сравнимость результатов, полученных с различными формами образцов, не гарантирована.
- Расчетная длина образца типа 1B из-за большего радиуса и, соответственно, более короткой рабочей зоны составляет 50 мм.
Образцы для испытаний на старение, нахождение в различных средах, атмосферное воздействие
- Для всех процессов старения, идущих с поверхности образца, предпочтительным является малое поперечное сечение.
- Часто для оценки этой характеристики привлекается только наивысшее напряжение растяжения. Соответственно, применение датчика продольной деформации не требуется, можно испытывать тонкие, суженные в средней части образцы.
- Для этой цели ISO 527 предлагает типы CP и CW, взятые из стандарта для ударного растяжения ISO 8256.
Регламентированные условия кондиционирования и окружающей среды
- Соблюдение регламентированных условий кондиционирования и окружающей среды относительно температуры и влажности воздуха имеет большое значение для сравнимости результатов испытаний.
- Указания по срокам кондиционирования обычно имеются в заводских стандартах для испытываемого материала. Кроме того, в рамках испытаний формовочных масс образцы в течение минимум 16 часов должны храниться в нормальных климатических условиях.
- Если испытания проводятся в нормальных климатических условиях, то эти условия регламентированы в стандартах ISO 291 и ASTM D 1349.
Умеренный климат: 23 ± 2 °C, отн. влаж. 50 ± 10 %
Субтропический климат 27 ± 2 °C, отн. влаж. 65 ± 10 % - Погрешности соответствуют классу 2. В классе 1 эти погрешности делятся на 2.
- Под термином "комнатная температура" обычно подразумевается достаточно широкий температурный диапазон (от 18 °C до 28 °C).
- Кроме того, можно проводить испытания с высокими или низкими температурами, для которых можно регламентировать собственные требования.
Точное определение размеров образца
- Определение размеров образца может стать причиной достаточно высокой погрешности при получении значений напряжения. При растягивающем нагружении погрешность измерения линейно переходит в результат напряжения. При всех гибочных нагружениях погрешность измерения толщины образца обладает даже квадратным эффектом.
- Наряду с точностью считывания используемого измерительного средства, значительную роль играют размер и форма контактного элемента, а также прикладываемое во время измерения удельное давление.
- Кроме того, зачастую поперечное сечение образца отклоняется от идеальной прямоугольной формы. Это может быть следствием угловых погрешностей при механической обработке или образования утяжин и легких скосов в процессе литья образцов.
- Многие стандарты ссылаются на ISO 16012 или ASTM D 5947, чтобы регламентировать требования и методику снятия размеров. Отдельные стандарты могут содержать дополнительные определения.
- Для снятия размеров более 10 мм у твердых пластмасс (например, измерение общей длины) обычно применяется штангенциркуль. Из-за неконтролируемого удельного давления в процессе измерения точность этого измерения является достаточно низкой даже при высоком разрешении штангенциркуля.
- Толщину и ширину образца обычно измеряют микрометром с трещоткой. При этом поверхность контакта является округло-плоской с диаметром 6,35 мм. Трещотка ограничивает усилие измерения диапазоном от 5 Н до 15 Н.
- У автоматизированных систем толщина и ширина определяются с помощью прибора для измерения поперечного сечения. Эти приборы удерживают образец во время измерения в одной позиции и снимают размеры с помощью четырех цифровых измерительных датчиков и подходящих контактных наконечников, применяя регламентированное усилие измерения.
- Для мягких пластмасс и пленок необходимо более точное соблюдение усилия измерения. Для этой цели используются цифровые толщиномеры с мертвым весом.
Требования к испытательной машине
Двумя главными измеряемыми величинами испытательной машины являются усилие и продольная деформация. В рамках периодической калибровки соответствующего национальному эталону средства измерения приводится подтверждение того, что данные измеряемые величины в определенном диапазоне достигают регламентированной в стандартах точности.
Силоизмерение (ISO 7500-1, ASTM E4)
В большинстве стандартов требуется точность измерения соответствующих значений в 1%. Это требование в стандартах ISO обозначается как „класс 1“. Практически все современные испытательные машины в настоящий момент достигают этого класса 1 или даже класса 0,5, допуски которого разделены на 2. Поэтому решающим является диапазон измерения, в котором испытательная машина добивается указанного класса точности. Различные испытательные машины фирмы ZwickRoell достигают класса 1, начиная уже с 1/1000 своего диапазона измерения. Благодаря этому, можно измерять модульные значения и значения напряжения растяжения многих материалов с одной и той же испытательной конструкцией без переоборудования.
Измерение продольной деформации (ISO 9513, ASTM E83)
В обозначениях классов точности измерения продольной деформации наряду с определенной относительной (процентной) погрешностью дополнительно содержится информация по абсолютной погрешности, возникающей при измерении малой продольной деформации.
В этом плане стандарты ISO и ASTM значительно отличаются друг от друга.
- В то время как в стандарте ISO допуски относятся к продольной деформации, ASTM напрямую ссылается на удлинение.
- Кроме того, в ISO требования к зоне малых удлинений значительно более узкие, чем в соответствующих классах стандарта ASTM.
- Так, в зависимости от используемой расчетной длины проявляются частью очень значительные различия, в особенности при измерении малых продольных деформаций.
Особенности при измерении модуля растяжения
- Как следует из приведенной выше таблицы, требования к точности для диапазона удлинения модуля растяжения в классе 1 стандарта ISO составляют ± 3 µм. Это означает, что между измерениями в начале и в конце диапазона модуля возможна погрешность до 6 µм. Это может привести к соответственно высокой погрешности измерения.
- Для решения данной проблемы в стандарте ISO 527-1 введено дополнительное требование для измерения модуля растяжения. Это дополнительное требование заключается в том, что проходимый путь между началом и концом определения модуля должен измеряться в точностью в 1%.
Испытание на растяжение по ISO 527-1 / ASTM D638 с термокамерой для температур от -80°C до +250°C
Испытание пластмасс при температуре от -80 °C до +250 °C в термокамереИспытания материалов и готовых изделий из пластмасс, резины, эластомеров и волокнистых композитов при температуре (особенно по ISO 527-1, ASTM D 638) с датчиком продольной деформации makroXtens.
testXpert III - испытание пластмасс на растяжение по ISO 527-1 (ASTM D638)
Программное обеспечение testXpert III является превосходным решением для любых требований к испытаниям. Программное обеспечение представляет собой результат тесного сотрудничества с пользователями из отрасли испытаний материалов, оно содержит много функций, оказывающих превосходную поддержку в привычной работе. В стандартах ISO 527-1/-2 и ASTM D638 регламентированы методики проведения испытания на растяжение. Оба стандарта технически эквивалентны, но их результаты не являются полностью сравнимыми, т.к. формы образцов, значения скорости испытания и способы определения результатов в некоторых случаях различаются. Благодаря ПО testXpert III, фирма ZwickRoell предлагает подготовленную стандартную программу испытаний, которая гарантированно отвечает требованиям стандартов ISO 527-1 и ASTM D638. Все настройки для проведения испытаний по ISO 527 уже предварительно проведены. Многие другие функции также уже интегрированы в testXpert.
