ASTM D638 Zatezna svojstva plastike
Ispitivanje zatezanja prema ASTM D638 jedna je od najčešće korišćenih metoda za procenu mehaničkih svojstava termoplasta i termoreaktivnih kompaunda za presovanje.
Međutim, u praksi se često primećuju značajne razlike u zateznoj čvrstoći, modulu, napon popuštanja i izduženju između laboratorija, operatera i sistema za ispitivanje. Uzrok retko može biti isključivo zbog mašine za ispitivanje materijala. Odstupanja u pripremi uzoraka, merenju uzoraka, izboru ekstenziometra, kondicioniranju u uslovima okoline, izboru čeljusti i brzini ispitivanja mogu uticati na rezultate ispitivanja.
ZwickRoell pomaže laboratorijama da minimiziraju rasipanje rezultata ispitivanja kroz koordinisane sisteme ispitivanja, inteligentni softver, automatizovane tokove rada i vodeće tehnologije u industriji za merenje naprezanja.
Uobičajeni izvori grešaka Postupak ispitivanja Oblasti primene Često postavljena pitanjaPreuzimanja Zatražite konsultacije
ASTM D638: Ključne tačke
- ASTM D638 opisuje jednoosno ispitivanje zatezanja na armiranoj i nearmiranoj plastiki radi određivanja zateznog napona, izduženja, modula zatezanja, zatezne čvrstoće, granice popuštanja i tačke lomljenja, i opciono Poisonovog odnosa.
- Vrste uzoraka za ispitivanje koje se koriste za debljine između 1 mm i 14 mm. Za filmove manje od 1 mm, elastomere, kompozite sa dugim vlaknima ili pene, relevantniji su drugi ASTM standardi.
- Brzina ispitivanja direktno utiče na izmerena svojstva materijala, jer plastika pokazuje viskoelastično ponašanje.
- Precizno merenje naprezanja odabirom odgovarajućeg ekstenziometra je ključno za pouzdano određivanje modula.
- Kondicioniranje u uslovima okoline može značajno uticati na rezultate za polimere osetljive na vlagu.
- Automatizovano merenje poprečnog preseka uzorka i sekvence ispitivanja poboljšavaju reproduktivnost rezultata ispitivanja i smanjuju uticaj operatera.
- ZwickRoell nudi kompletna rešenja za ispitivanje za ASTM D638, uključujući mašine za ispitivanje materijala, čeljusti, ekstenziometre, softver i automatizaciju.
ASTM D638 u praksi: Uobičajeni izvori grešaka i njihov uticaj na rezultate ispitivanja
Čak i ako se ispitivanje formalno izvodi prema ASTM D638, rezultati se mogu značajno razlikovati između laboratorija, operatera ili sistema za ispitivanje. Stoga, nije ključna samo usklađenost sekvence ispitivanja sa standardom, već i kontrolisana implementacija svakog pojedinačnog koraka ispitivanja:
- Priprema uzorka i kvalitet uzorka:Kvalitet ispitivanja počinje pripremom uzorka. Mogući uzroci odstupanja su nedosledni uslovi oblikovanja, uticaji položaja ulivnika, unutrašnji zaostali naponi, oštećenja usled mehaničke obrade, zarezi ili površinski defekti i odstupanja debljine.
- Izbor pravog tipa uzorka:ASTM D638 definiše različite tipove uzoraka za ispitivanje. Ako se koristi neodgovarajući tip, lom se ne može dogoditi u uskom paralelnom području ili merenje naprezanja postaje nepouzdano. Izbor uzorka je posebno važan za male komponente, meke polimere ili deblje limove.
- Merenje poprečnog preseka: Sve vrednosti vezane za naprezanje izračunavaju se na osnovu originalne površine poprečnog preseka uzorka. Male greške u merenju debljine ili širine direktno utiču na sve rezultate vezane za naprezanje, uključujući zateznu čvrstoću, modul elastičnosti, granicu popuštanja i krive naprezanja i deformacije. Čak i greška merenja debljine od 0,1 mm može prouzrokovati grešku od 2,5%. Automatizovana ili direktno povezana merna oprema smanjuje greške unosa i poboljšava sledljivost podataka merenja.
- Brzina ispitivanja: Za razliku od većine metala, plastika je veoma osetljiva na brzinu deformacije zbog svog viskoelastičnog ponašanja. Različite brzine ispitivanja mogu uticati na modul zatezanja, granicu popuštanja, zateznu čvrstoću i deformaciju pri lomu. Stoga, u zavisnosti od materijala i svojstava izduženja, ASTM D638 određuje različite brzine grede, koje moraju biti dosledno podešene, dokumentovane i primenjene prema standardu.
- Izbor ekstenziometra: Merenje naprezanja je jedan od najkritičnijih aspekata ispitivanja po ASTM D638 standardu. Neodgovarajući izbor ekstenziometra može značajno uticati na tačnost modula elastičnosti, granicu popuštanja i merenje napona. Posebni izazovi nastaju pri ispitivanju mekih polimera, materijala modifikovanih udarnom snagom, krutih materijala i tankih uzoraka za ispitivanje. Izbor odgovarajuće tehnologije za merenje naprezanja je često najvažnija pojedinačna odluka u podešavanju ispitivanja prema ASTM D638.
- Izbor čeljusti i poravnanje uzorka:Nepravilno stezanje može dovesti do klizanja, prevremenih lomova u području stezanja, naprezanja savijanja, grešaka u poravnanju i netačnih brzina ispitivanja zbog pomeranja čeljusti (klinova itd.). Izbor pravog sistema stezanja osigurava da su sile ravnomerno raspoređene po uzorku i da se lom dešava unutar dužine merača.
- Kondicioniranje pod definisanim uslovima okoline: Temperatura i vlažnost u velikoj meri utiču na mnoge polimere. Primeri uključuju poliamide, PET, PBT, TPU i biopolimere. Neadekvatno kondicioniranje može dovesti do značajnih odstupanja u krutosti, čvrstoći i izduženju.
- Uticaj operatera tokom sekvence ispitivanja: Ručni procesi povećavaju rasejanje u dimenzijama uzoraka, podešavanju ekstenziometra, rasporedu ispitivanja, analizi podataka, pa čak i prenosu podataka. Standardizovane sekvence, a posebno automatizacija, poboljšavaju pouzdanost rezultata ispitivanja.
Da bi se postigli reproduktivni rezultati, uzorci, merni instrumenti, mašina za ispitivanje materijala, čeljusti, ekstenziometar, softver i uslovi ispitivanja moraju biti međusobno koordinisani. Upravo tu dolaze do izražaja ZwickRoell-ova rešenja za ispitivanje.
Izvođenje ispitivanja zatezanja prema ASTM D638 sa ZwickRoell-om
Kritični koraci ispitivanja i preporučena ZwickRoell rešenja:
Merenje uzorka Ramovi za opterećenje i merne ćelije Čeljusti Brzina ispitivanja Ekstenziometri Kondicioniranje i uslovi okoline Opcije automatizacije
Kako se vrši ispitivanje po ASTM D638 standardu:
U ispitivanju zatezanja prema ASTM D638, standardizovani plastični uzorak se podvrgava jednoosnom naprezanju dok ne dostigne granicu popuštanja, definisani nivo izduženja ili loma.
- Pre ispitivanja, određuju se vrsta uzorka, širina i debljina, jer se sve karakteristične vrednosti vezane za naprezanje zasnivaju na početnom poprečnom preseku.
- Uzorak se zatim steže u odgovarajuće čeljusti i poravnava centralno.
- Tokom ispitivanja, mašina za ispitivanje materijala i ekstenziometar beleže silu, kretanje grede i naprezanje uzorka. Kriva naprezanja i deformacije se koristi za izračunavanje karakterističnih vrednosti kao što su zatezni napon, modul zatezanja, granica popuštanja, zatezna čvrstoća, prelomni napon i opciono Poasonov koeficijent.
- U zavisnosti od materijala i cilja ispitivanja, relevantne su različite brzine ispitivanja, zahtevi za kondicioniranje i metode merenja naprezanja.
- Sa testXpert-om, možete kontrolisati i dokumentovati parametre ispitivanja, promene brzine, podatke merenja i evaluacije na standardizovan način.
Merenje uzorka: Male greške merenja direktno utiču na karakteristične vrednosti.
Precizno merenje je osnova za pouzdana ispitivanja zatezanja. Greška merenja debljine od 0,1 mm daje grešku od 2,5%!
Uređaj za merenje poprečnog preseka CMU 30 kompanije ZwickRoell, sa direktnim prenosom podataka u testXpert, smanjuje greške u prenosu od strane operatera, ubrzava procese, poboljšava sledljivost i osigurava da se sva ispitivanja izvode sa konzistentnim ulaznim vrednostima.
Izbor okvira za opterećenje i mernih ćelija
Prilikom izbora mašine za ispitivanje, radi se o više od samog izbora maksimalnog opterećenja pri ispitivanju. Optimalni sistem zavisi od vrste materijala, očekivanog opsega sile, geometrije uzorka, željenog nivoa automatizacije i konfiguracije ekstenziometra.
Modularna univerzalna mašina za ispitivanje kompanije ZwickRoell omogućava širok spektar primena plastike na jednoj platformi.
Međutim, nije bitno samo maksimalno opterećenje pri ispitivanju, već i tačnost u nižem opsegu sile. Standard ASTM D638 zahteva tačnost merenja od ±1% za odgovarajuću izmerenu vrednost. ZwickRoell mašine za ispitivanje mogu postići potrebnu tačnost merenja počevši od 1/1000 njihovog opsega merenja. Ovo omogućava precizno merenje modula elastičnosti i zateznih napona mnogih materijala korišćenjem istog sistema za ispitivanje, bez potrebe za čestim naknadnim ugradnjom merne ćelije.
Izbor čeljusti
Različiti materijali i obim ispitivanja zahtevaju različite metode stezanja. Primeri uključuju pneumatske, vijačne i klinaste čeljusti. Cilj je uvek postići pouzdano stezanje bez oštećenja uzorka:
- Pneumatske čeljusti: Pneumatske čeljusti se zatvaraju pritiskom na dugme i omogućavaju precizno podesivu silu hvatanja. Pokrivaju veoma širok spektar primene i pogodni su i za meke i za tvrde polimere. Oni podržavaju direktan prenos brzine grede na uzorak i posebno su korisni kada je potrebna visoka reproduktivnost, veliki broj ispitivanja dnevno ili automatsko dodavanje uzorka.
- Vijačne čeljusti: Vijačne čeljusti se zatvaraju ručno pokretom zavrtanja. Pogodni su za polukrute do krute plastike i za ispitivanja sa visokim zahtevima za reproduktivnost, pod uslovom da je nivo ručnog rada prihvatljiv.
- Klinaste čeljusti: Klinaste čeljusti se ručno zatvaraju pokretom poluge i pogodne su za česta ispitivanja. Pošto se sila hvatanja povećava tokom ispitivanja zatezanja kroz efekat klina, brzina deformacije na uzorku može se promeniti. Ovo treba uzeti u obzir prilikom poređenja rezultata i razmatranja zahteva za reproduktivnost. Posebno su pogodni za interne zadatke kontrole kvaliteta sa niskim zahtevima za reproduktivnost sa izmerenim vrednostima iz drugih laboratorija.
- Body - over - wedge čeljusti: Body - over - wedge čeljusti dostupne su u ručnim ili pneumatskim verzijama i posebno su pogodne za ispitivanja zatezanja na krutim do visokočvrstim plastikama, gde su važni sigurno postavljanje uzorka i stabilna primena sile. Ručna verzija je pristupačno, robusno i jednostavno rešenje za rutinsko ispitivanje. Pneumatska verzija nudi prednosti za češća ispitivanja ili veći protok uzoraka, jer smanjuje uticaj operatera i omogućava ravnomerniju silu hvatanja.
Zašto je brzina ispitivanja važna za ASTM D638
Mehanički odgovor plastike u velikoj meri zavisi od brzine deformacije. Kako se brzina ispitivanja povećava, krutost (modul) često raste, čvrstoća često raste, a izduženje može da se smanji. ASTM D638 određuje različite brzine ispitivanja na osnovu ponašanja materijala i očekivanog izduženja. Da bi se osigurala pouzdana poređenja, brzine ispitivanja i promene brzine moraju biti dosledno primenjene i dokumentovane.
Sa testXpert-om, brzine ispitivanja i promene brzine se čuvaju u programu ispitivanja, automatski kontrolišu i dokumentuju. Ovo smanjuje greške operatera i osigurava da se ispitivanja sprovode prema istim parametrima, u skladu sa standardima.
Izbor ekstenziometara
Neodgovarajući ekstenziometar može da iskrivi vrednosti modula elastičnosti, izduženje usled popuštanja i deformaciju pri lomu. Rizik se povećava kod mekih polimera, veoma tankih uzoraka, velikih izduženja ili uzoraka koji su osetljivi na kontaktne sile. Stoga je ekstenziometar često najvažnija komponenta u ispitnom sistemu prema ASTM D638.
- Clip-on ekstenziometar Prednosti uključuju isplativost, visoku tačnost i pogodnost za mnoge krute plastike. Ograničenja uključuju ručnu primenu i mogući uticaj na meke materijale.
- Ekstenziometar sa hvataljkama: Ekstenzometri sa hvataljkama, kao što je makroXtens, nude prednosti kao što su potpuno automatizovani rad i mogućnost da ostanu pričvršćeni za uzorak dok se uzorak ne slomi. Imate mogućnost integracije merenja poprečnog naprezanja i korišćenjatemperaturnih komora. Prilikom ispitivanja veoma različitih materijala kao što su krhke plastike i elastomeri sa veoma visokim izduženjem uzorka, multiXtens se može koristiti kao alternativa.
- Optički ekstenziometar videoXtens je preferirano rešenje za mnoge primene u skladu sa ASTM D638 standardom. Prednosti uključuju beskontaktno merenje, što znači da nema uticaja na uzorak, nema potrebe za obeležavanjem uzorka, visoku tačnost u određivanju modula i pogodnost za velike napone. Ovo su idealni uslovi za automatizaciju, takođe sa opcijom 2D DIC-a.
ASTM D638 ispitivanje zatezanja na niskim ili povišenim temperaturama
Standard je merenje uzoraka u kondicioniranom stanju prema metodi A ASTM D618. Standard ASTM D638, međutim, dozvoljava odstupanja u zahtevima za kondicioniranje i merenje, tako da se ispitivanja mogu izvoditi i na niskim ili povišenim temperaturama u skladu sa ovim standardom.
ZwickRoell temperaturna komora nudi temperaturni opseg od -80 °C do +360 °C. Potpuno integrisani sistem obezbeđuje efikasan, pouzdan i jednostavan rad. Sa rešenjem od vrata do vrata, potrošnja azota i stvaranje leda su značajno smanjeni tokom ispitivanja na niskim temperaturama, što vam omogućava da izvršite svoja ispitivanja efikasnije.
Opcije automatizacije za ASTM D638
Za ispitivanja zatezanja prema ASTM D638, automatizovano rešenje može se pokazati korisnim počevši od 10 uzoraka dnevno. Naš ALEX sistem za ispitivanje obavlja jednostavne zadatke „uzimanja i postavljanja“ i nudi isplativu podršku u laboratoriji za ispitivanje.
Za laboratorije sa visokim zahtevima za ispitivanje, preporučujemo naš robotski sistem za ispitivanje roboTest L. Naš radni konj za ispitivanje plastike u velikim količinama može da primi 450 uzoraka. Nezavisno vrši merenja poprečnog preseka uzoraka i ispitivanja zatezanja prema ASTM D638. Nakon ispitivanja, odvojene hvataljke za odlaganje uklanjaju ostatke uzorka iz čeljusti.
Ali drugi oblici uzoraka ili druge metode ispitivanja takođe nisu problem za naše automatizovane sisteme za ispitivanje. Automatizovani sistemi za ispitivanje roboTest N i roboTest R su složeniji i omogućavaju vam da povežete drugu ili treću mašinu za ispitivanje materijala, kao i dodatne uređaje poput centrirajuće stanice ili temperaturne komore koja radi u opsegu od -80 °C do +360 °C. Ovo ne samo da povećava propusnost uzoraka, već vam omogućava i istovremeno pokretanje više ispitivanja, pružajući brze i pouzdane rezultate.
Do roboTest N Do roboTest L Do roboTest R Zašto automatizovati?
Želite da automatizujete ASTM D638 ispitivanje?
Vaš lokalni stručnjak iz kompanije ZwickRoell može vam pomoći da izaberete pravi nivo automatizacije za vašu primenu.
Zakažite konsultacije bez obaveza već danas
ASTM D638 sa testXpert softverom za ispitivanje – pouzdano i efikasno ispitivanje
Softver za ispitivanje testXpert pomaže laboratorijama da sprovode ASTM D638 ispitivanje na standardizovan, prativ način uz minimalan uticaj operatera:
- Sačuvani standardni program ispitivanja: Karakteristična vrednost i parametri definisani u standardu ASTM D638 čuvaju se u standardnom programu za ispitivanje. Ovo pojednostavljuje implementaciju zasnovanu na standardima i smanjuje napor potreban za ručnu parametrizaciju.
- Korak-po-korak vodič:: Korisnici se vode kroz sekvencu ispitivanja. Ovo olakšava brzo uključivanje i smanjuje rizik od zaboravljanja pojedinačnih koraka ispitivanja.
- Upravljanje korisnicima: Sa našom funkcijom upravljanja korisnicima vidite samo zadatke koji su relevantni za vaše zadatke i funkcije. Ovo omogućava standardizovane korisničke interfejse i jasno upravljanje pravima pristupa.
- Povezivanje perifernih uređaja: Dimenzije uzorka mogu se direktno preneti sa mernih instrumenata u testXpert. Ovo štedi vreme i sprečava greške pri unosu.
- Dokumentacija parametara ispitivanja: Brzine ispitivanja, podaci merenja, rezultati i uslovi ispitivanja su jasno dokumentovani.
- Uporedivost različitih metoda ispitivanja: Podaci ispitivanja zatezne, savijajuće, udarne ili ekstruzione čvrstoće mogu se centralno upravljati i procenjivati, pod uslovom da se odgovarajuće aplikacije koriste u laboratoriji.
- Analiza trendova i praćenje kvaliteta: Evaluacije i analize trendova pomažu u identifikovanju odstupanja u obezbeđivanju kvaliteta i serijskim ispitivanjima u ranoj fazi.
Više o našem softveru za ispitivanje testXpert
Tipične primene za ASTM D638
ASTM D638 se koristi svuda gde je potrebno pouzdano odrediti, uporediti ili dokumentovati zatezna svojstva plastike:
- Razvoj materijala i poređenje jedinjenja: Različiti polimeri, punila, aditivi ili formulacije mogu se upoređivati na osnovu njihovog modula zatezne čvrstoće, granice popuštanja, zatezne čvrstoće i prelomnog naprezanja.
- Osiguranje kvaliteta u serijskoj proizvodnji: ASTM D638 ispitivanja pomažu u praćenju konzistentnih mehaničkih svojstava i otkrivanju odstupanja između serija, sirovina ili uslova obrade u ranoj fazi.
- Ulazna kontrola robe: Mogu se proveriti mehanička svojstva isporučenih granula, poluproizvoda ili mase za oblikovanje.
- Ispitivanje komponenti ekstrahovanih uzoraka: Uzorci se mogu izvaditi iz komponenti ili kalupa kako bi se proverila stvarna svojstva materijala unutar komponente.
- Ispitivanje malih količina materijala: Kada je dostupna samo mala količina materijala, kao što je slučaj sa prototipovima, aditivno proizvedenim delovima ili analizama oštećenja, manji uzorci za ispitivanje poput tipa V mogu biti relevantni.
- Ispitivanje starenja i vremenskih uslova: ASTM D638 je pogodan za procenu promena mehaničkih svojstava nakon starenja, izlaganja toploti ili medijima i vremenskim uslovima.
- Odobrenje materijala i verifikacija specifikacija: Utvrđene karakteristične vrednosti služe kao osnova za odobrenja materijala, ugovore o snabdevanju i tehničke specifikacije.
- Globalna unakrsna validacija: Kompanije sa međunarodnim lancima snabdevanja često zahtevaju mogućnosti ispitivanja prema ASTM D638 i ISO 527 kako bi ispunile različite specifikacije kupaca.
Često postavljana pitanja u vezi sa ASTM D638
ASTM D638 se koristi za određivanje zateznih svojstava armiranih i nearmiranih plastika. Standard se često primenjuje na uzorke oblikovane brizganjem, kompresijom oblikovane, ekstrudirane i mašinski obrađene od termoplastike i termoreaktivnih kompaunda za oblikovanje.
Tipični materijali uključuju:
- Polipropilen (PP)
- Polietilen (PE)
- Polikarbonat (PC)
- ABS
- Poliamid (PA / Najlon)
- PBT
- PET
- PVC
- PEEK
- PPS
- Plastika ojačana kratkim vlaknima
- Termoreaktivni kompaundi za kalupovanje
ASTM D638 se generalno primenjuje na materijale sa debljinama uzoraka u rasponu od oko 1 mm do 14 mm. Tanki filmovi i limovi ispod 1 mm se obično ispitivaju prema ASTM D882, dok se kontinuirano vlaknima ojačani kompozitni materijali obično ispitivaju prema ASTM D3039.
Uzorci koji se koriste za ispitivanja prema ASTM D638 klasifikuju se po tipu:
- ASTM D638 tip I - Preferirani uzorak za ispitivanje je veslo tipa I, koji je sa debljinom od 3,2 mm (1/8 inča) i dužinom merača od 50 mm (2 inča) i dalje relativno slično debljini uobičajenih materijala komponenti i istovremeno omogućava dobar nivo tačnosti merenja naprezanja.
- ASTM D638 tip II - Pod uslovom da korišćenjem uzorka za ispitivanje tipa I ne može doći do preloma u uskom paralelnom delu uzorka, ASTM D638 preporučuje upotrebu ispitnog uzorka tipa II, u kome je širina uskog paralelnog preseka značajno smanjena.
- ASTM D638 tip III - Ako se mehaničkom obradom mogu dobiti uzorci sa debljinom materijala većom od 7 mm, onda se koristi uzorak tipa III. Ovde se povećava širina uskog paralelnog preseka, kao i širina ramena i ukupna dužina tako da debljina uzorka ostaje manja od širine. Za debljinu lima veću od 14 mm, debljina se podešava mehaničkom obradom.
- ASTM D638 tip IV - Uzorak za ispitivanje tipa IV je idealan za ispitivanje veoma mekih polimera (npr. guma) i koristi se za upoređivanje mekih i čvršćih polimera.
- ASTM D638 tip V - Ako je dostupna samo mala količina materijala, ili ako obrada uzorka iz komponente ne dozvoljava veći uzorak, onda se koristi uzorak tipa V, koji je smanjen u svakoj dimenziji u odnosu na tip I.
Prema standardu ASTM D638, uzorci tipa V su namenjeni za primene gde je dostupna samo ograničena količina materijala ili gde se veći uzorci ne mogu uzeti iz komponente koja se procenjuje.
- Tipične primene uključuju:
- Projekte razvoja materijala
- Prototipske komponente
- Uzorce za ispitivanje iz aditivne proizvodnje
- Male livene delove
- Analize oštećenja
- Mašinski obrađene uzorce od gotovih komponenti
Pošto uzorci tipa I imaju znatno manji poprečni presek i kraću mernu dužinu od standardnih uzoraka tipa I, posebnu pažnju treba posvetiti poravnanju uzorka, stezanju i merenju napona kako bi se osigurali tačni i ponovljivi rezultati.
L0 Dužina merača
L Razdvajanje između čeljusti
l1Dužina uskog paralelnog preseka/unutrašnji prečnik
L2 Rastojanje između širokih paralelnih preseka
l3 Ukupna dužina/spoljni prečnik
b2 Širina uzorka u oblasti ramena
b1 Širina uzorka u oblasti dužine merača
h Debljina uzorka
| Standardni | Tip uzorka | Napomena | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | L mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM D638 | Tip I | Preferirani uzorak za krutu plastiku | ≥165 | 57±0,5 | 19+6,4 | 13±0,5 | 3,2±0,4 | 50±0,25 | 115±5 |
| ASTM D638 | Tip II | Poželjno kada se tip I ne lomi u uskom poprečnom preseku | ≥183 | 57±0,5 | 19+6,4 | 6±0,5 | 3,2±0,4 | 50±0,25 | 135±5 |
| ASTM D638 | Tip III | Za debljinu uzorka veću od 7 mm (čvrsta i meka plastika) | ≥246 | 57±0,5 | 29+6,4 | 19±0,5 | 7 ... 14 | 50±0,25 | 115±5 |
| ASTM D638 | Tip IV | Za poređenje čvrste i meke plastike | ≥115 | 33±0,5 | 19+6,4 | 6±0,05 | 3,2±0,4 | 25±0,13 | 65±5 |
| ASTM D638 | Tip V | Mali uzorci od komponenti | ≥63,5 | 9,53 | 9,53+3,1 | 3,18±0,5 | 3,2±0,4 | 7,62 | 25,4±5 |
Pravilno kondicioniranje uzorka je ključno za dobijanje konzistentnih i uporedivih rezultata prema ASTM D638 standardu. Mnogi polimeri su osetljivi na sadržaj vlage i temperaturu. Razlike u kondicioniranju mogu značajno uticati na sledeće karakteristične vrednosti:
- Modul zatezanja
- Napon popuštanja
- Zatezna čvrstoća
- Deformacija pri lomu
Ovo je posebno važno za higroskopne materijale poput poliamida (PA), PET, PBT i mnogih biopolimera.
ASTM D638 specificira standardne laboratorijske uslove i preporučuje da se uzorci kondicioniraju pre ispitivanja ako je to potrebno specifikacijom materijala. Da bi se osigurala smislena poređenja između laboratorija, uvek treba koristiti identične postupke kondicioniranja.
Za mnoge rutinske primene prema ASTM D638, ekstenziometar pruža dovoljnu tačnost i ostaje široko korišćeno rešenje.
Clip-on ekstenziometri su posebno pogodni za:
- Primene kontrole kvaliteta
- Krute termoplasti
- Materijali sa umerenim izduženjem
- Standardna merenja zatezne čvrstoće i modula
Međutim, clip-on ekstenziometri zahtevaju ručno pričvršćivanje i ponekad mogu uticati na ponašanje veoma mekih, tankih ili veoma rastegljivih uzoraka. Za laboratorije koje zahtevaju maksimalnu reproduktivnost, visok protok ili ispitivanje zahtevnih materijala, merenje napona pomoću hvataljki ili optičkih ekstenziometara često nudi značajne prednosti.
Potrebni kapacitet mašine za ispitivanje materijala prvenstveno zavisi od poprečnog preseka uzorka i očekivane zatezne čvrstoće materijala.
Za većinu primena prema ASTM D638, važi sledeće:
- Sistemi u rasponu od 1 kN do 5 kN su pogodni za materijale sa manjom čvrstoćom i male uzorke.
- Sistemi od 10 kN se obično koriste za rutinska ispitivanja plastike.
- Veći kapaciteti mogu biti potrebni za jako armirane materijale ili neobično velike poprečne preseke.
Najvažniji aspekt nije samo maksimalna sila, već i izbor mašine za ispitivanje i merne ćelije koje pružaju dovoljnu rezoluciju merenja i tačnost u očekivanom opsegu sile. Pravilno dimenzionisana merna ćelija poboljšava kvalitet merenja, posebno pri određivanju modula i ispitivanju materijala sa manjom čvrstoćom.
ASTM D638 i ISO 527 su najčešće korišćeni standardi za ispitivanje zatezanja plastike. Dok ASTM D638 predstavlja pragmatičnu karakterizaciju zateznih svojstava, vodeći princip standarda ISO 527 je visok nivo obnovljivosti rezultata ispitivanja u laboratorijama, kompanijama i nacionalnim granicama. Iako oba određuju slična mehanička svojstva, metode ispitivanja nisu direktno zamenljive.
Najvažnije razlike su:
- Geometrije uzoraka i dužine merača: ASTM D638 Tip I je preferirani uzorak za krute plastike u obliku tega sa ukupnom dužinom od 165 mm, debljinom od 3,2 mm (1/8 inča) i dužinom merača od 50 mm (2 inča), što je i dalje relativno slično debljinama uobičajenih komponentnih materijala i istovremeno podržava dobar nivo tačnosti merenja naprezanja. Preferirani uzorak vesla u skladu sa ISO 527-2 je tip 1A (ubrizgavanjem) ukupne dužine 170 mm, debljine 4 mm i dužine kalibra 75 ili 50 mm. Dok ASTM standard opisuje pet tipova uzoraka, ISO ograničava uzorke na dva tipa kako bi se postigao visok stepen komparativne preciznosti.
- Zahtevi za merenje naprezanja
- Definicije brzine ispitivanja
- Metod za određivanje specifičnih rezultata
ASTM D638 se prvenstveno koristi u Severnoj Americi, dok se ISO 527 češće specificira na međunarodnom nivou.
Pošto ove razlike mogu uticati na izmerene vrednosti kao što su modul, granica popuštanja, zatezna čvrstoća i izduženje, rezultate dobijene prema ASTM D638 ne treba direktno upoređivati sa rezultatima dobijenim prema ISO 527, osim ako metodološke razlike nisu u potpunosti shvaćene i dokumentovane.
Za kompanije koje isporučuju proizvode širom sveta, uobičajena je praksa da održavaju kapacitete za ispitivanje i za ASTM D638 i za ISO 527.
Plastika ojačana dugim vlaknima, kao što je CFK, meri se ispitivanjem zatezanja prema ASTM D3039. Ovi materijali mogu imati veoma različita svojstva u zavisnosti od pravca i strukture laminata ili tkanine. Zbog toga često zahtevaju posebne uzorke i metode ispitivanja.
Za lomljive plastike i plastike, koje ne pokazuju tačku popuštanja, deformaciju pri lomu se meri direktno mehaničkim ili beskontaktnim mernim ekstenziometrom. U slučaju termoplasta koji predstavljaju tačku popuštanja, nominalno naprezanje pri lomljenju se meri od hoda vučne ručke mašine za ispitivanje.
Zatezna čvrstoća je najveći zatezni napon koji uzorak može da dostigne tokom ispitivanja zatezanja. Ova zatezna čvrstoća se može javiti u tački popuštanja, u kom slučaju se naziva zatezna čvrstoća na tački popuštanja. Ako se zatezna čvrstoća javi neposredno pre loma uzorka, ona se naziva zatezna čvrstoća pri lomu.
ASTM E132 standard navodi odgovarajuću metodu ispitivanja za merenje Poissonovog odnosa na temperaturi okoline. U slučaju neojačane plastike, međutim, fiksna vrednost za Poissonov odnos se obično može koristiti za potrebe proračuna, pošto je u velikoj meri konstantna.
Pored oblika uzorka, ASTM D638 takođe opisuje tačnost sa kojom se moraju meriti dimenzije uzorka.
- Širina plastičnih uzoraka može se odrediti pomoću kalipera, mikrometra ili uređaja za merenje poprečnog preseka
- Debljina plastičnih uzoraka meri se mikrometrom ili mernim uređajem za poprečni presek
- Merna sila je između 5 i 15 N, merne površine su kružne i ravne, obično prečnika 6,35 mm (6,5 mm). Mogući su i drugi kontaktni elementi
- Merenje se vrši u centru uzorka i unutar merne dužine. Injekcioni uzorci se mere unutar 5 mm od centra dužine merača.
- Greška merenja debljine od 0,1 mm daje grešku od 2,5%!
Vrednosti koje treba meriti u skladu sa ASTM D638 uključuju hod grede, ili promenu udaljenosti stezanja i direktno izmereno izduženje uzorka. Za merenje hoda grede, ASTM D638 zahteva tačnost od ± 10% u odnosu na odgovarajuću izmerenu vrednost. Hod grede se posebno koristi za određivanje nazivne deformacija pri lomu, tako da su rastojanja koja se mere relativno velika.
Modul zatezanja se određuje direktnim mernim ekstenziometrima. Dozvoljena greška u određivanju deformacije je 0,0002 [mm/mm]. Ovo odgovara grešci deformacije od 0,02% ili — na dužini merača od 50 mm — dozvoljenoj grešci pomeranja od 0,01 mm.
Za merenje tačaka popuštanja i malih izduženja do približno 20%, ASTM D638 zahteva usaglašenost sa C prema standardu za kalibraciju ASTM E83. Za izduženja do 10% ovo znači zadatu maksimalnu dozvoljenu vrednost greške u određivanju deformacije od 0,001 [mm/mm], što odgovara izduženju od 0,1%. Za merenje većih izduženja, relativna greška odgovarajuće merene vrednosti ne sme biti veća od ± 1%.
Za merenje izduženja većih od 20%, ASTM D638 dozvoljava relativnu grešku merenja od ± 20%, što se može postići čak i sa relativno jednostavnim ekstenziometrima.
Preuzimanja vezana za ASTM D638
- Industrijska brošura: Plastika i guma PDF 9 MB
- Informacije o proizvodu: CMU 30 i CMU 80 PDF 718 KB
- Informacije o proizvodu: zwickiLine do Fmaks 5 kN PDF 820 KB
- Informacije o proizvodu: ProLine, Fmax 5-100 kN PDF 1 MB
- Informacije o proizvodu: AllroundLine, Fmax 5-100 kN PDF 1 MB
- Informacije o proizvodu: Pneumatske čeljusti, Fmax 10 kN/20 kN PDF 2 MB
- Informacije o proizvodu: Vijačne čeljusti, Fmak 5 kN/10 kN PDF 485 KB
- Informacije o proizvodu: Klinaste čeljusti, Fmax 10 kN/20 kN PDF 713 KB
- Informacije o proizvodu: Klinaste čeljusti “Body Over Wedge”, Fmax 10 kN PDF 690 KB
- Informacije o proizvodu: digiClip PDF 590 KB
- Informacije o proizvodu: Clip-on ekstenziometar PDF 525 KB
- Informacije o proizvodu makroXtens ekstenziometar PDF 637 KB
- Informacije o proizvodu: videoXtens 2-150 HP PDF 1 MB
