ASTM D412橡胶和弹性体拉伸试验

Q: 什么是ASTM D412标准？

ASTM D412标准规定了用于评估热塑性弹性体和热固性硫化橡胶拉伸（张力）性能的程序。这些试验对于测定橡胶和弹性体材料的机械性能至关重要，而这对于航空航天、医疗、汽车、建筑等各行业的产品开发、质量保证和性能测试而言也很重要。

ASTM D412标准规定了用于评估热塑性弹性体和热固性硫化橡胶拉伸（张力）性能的程序。

热固性橡胶经过热处理得以固化并定型。固化是一种不可逆的化学反应，可使热固性橡胶制品更坚固耐用。由热固性橡胶制成的产品包括轮胎、冰球、断路器、电气设备外壳和电机部件。
热塑性弹性体(TPE)是聚合物、聚合物共混物或复合物。例如，通常将颗粒形状的TPE加热使其变成液体，然后注射到模具中，经过冷却和硬化使其成型。重新加热材料可以逆转这一过程。TPE应用范围包括传动皮带、减震器、呼吸管、导管和鞋底。

ISO 37 和 DIN 53504 标准中描述了另一种用于测定热固性硫化橡胶和热塑性弹性体拉伸性能的标准化方法。

下文对其关键内容进行了介绍。但是，如需按照 ASTM D412 标准开展试验，必须购买完整标准。

目标及应用试样试验性能和特性值试验设备要求试验系统自动化

使用ZwickRoell试验机进行符合ASTM D412标准的橡胶和弹性体拉伸试验

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根据ASTM D412标准，使用zwickiLine试验机、Fmax 500 N钳式夹具、引伸计和testXpert测试软件对橡胶和弹性体进行简单拉伸试验

ASTM D412目标及应用

ASTM D412标准规定了所用试验机、试验试样（包括形状和尺寸），以及试验程序和相应方法的规范。试验目标是要测定各种材料的特性值，这些特性值之后可用于新产品开发、满足产品性能目标或用于研究和质量控制。

ASTM D412 标准中所描述的材料日常广泛应用于众多行业，包括航空航天、建筑、医疗工程（例如橡胶手套试验）、汽车行业（轮胎、减震器、密封件试验等）。

符合ASTM D412标准的试样和尺寸

对于橡胶和弹性体拉伸试验，ASTM D412标准规定了六种哑铃状试样类型和两种切环试样类型。
最常用的试样是C型哑铃状试样（ASTM D412 C型），其总长度为115 mm（4.5英寸），标距长度为25 mm（1英寸），测量宽度为6 mm（0.25英寸），厚度为3 mm。必须对厚度进行三次测量，三次测量的中值在计算横截面积时将用作厚度。

L₀标距长度
L 夹具间距
l₁ 狭窄平行部分长度/内径
L₂较宽平行部分之间的距离
l₃ 总长度/外径
b₂ 肩部区域的试样宽度
b₁标距长度区域的试样宽度
h 试样厚度

标准	型号	注意	l₃ mm	l₁ mm	b₂ mm	b₁ mm	h mm	L₀ mm	形状
ASTM D412	C	优选试样	≥115	33	25±1	6+0.05	1.3 ...3.3	25±0.25	哑铃状试样
ASTM D412	A	可能的尺寸	≥140	59±2	25±1	12+0.05	1.3 ...3.3	50±0.5	哑铃状试样
ASTM D412	B	可能的尺寸	≥40	59±2	25±1	6+0.05	1.3 ...3.3	50±0.5	哑铃状试样
ASTM D412	D	可能的尺寸	≥100	33±2	16±1	3+0.05	1.3 ...3.3	25±0.25	哑铃状试样
ASTM D412	E	可能的尺寸	≥125	59±2	16±1	3+0.05	1.3 ...3.3	50±0.5	哑铃状试样
ASTM D412	F	可能的尺寸	≥125	59±2	16±1	6+0.05	1.3 ...3.3	50±0.5	哑铃状试样
ASTM D412	1	优选尺寸	17.9	15.9			1 ...3.3	50	环形试样
ASTM D412	2	较大试样	35.8	31.8			1 ...3.3	100	环形试样

符合 ASTM D412 标准的试样制备

哑铃状试样和环形试样通常使用配备相应试样切割刀片的冲床进行制备。

关于冲床的更多信息

根据ASTM D412执行试验

ASTM D412标准包括两种试验方法：方法A和方法B。

方法A基于哑铃状试样和直截面试样，方法B基于切环试样。
符合ASTM D412标准的试验用于测量材料在拉伸载荷下的弹性，以及在移除载荷的情况下材料在试验之后的性能。
使用万能试验机（也称为拉伸试验机）以500 ± 50 mm/min的速度执行试验，直至试样失效。

符合ASTM D412标准的弹性体和橡胶拉伸试验 — 对具有超高伸长率的弹性体进行的拉伸试验

根据ASTM D412标准测定的特性值

虽然 ASTM D412 标准可用于测量许多不同的拉伸性能，但最重要的特性值是 ASTM D1566 标准中定义的橡胶相关术语：

拉伸应力：拉伸试样所施加的应力
给定伸长量时的拉伸应力：将试验试样的均匀横截面拉伸至给定伸长量所需的应力
拉伸强度：将试样拉伸至断裂点时施加的最大拉伸应力
屈服点：应力-应变曲线中未达到极限失效的一点，在该点，应力与应变的比率会经历零值并可能变为负值
极限伸长量：断裂时的伸长量
拉伸永久变形：试样被拉伸后允许以规定方式缩回的剩余伸长量，以原始长度的百分比表示

有关详细信息和标准程序，请参阅ASTM D412标准。

符合 ASTM D412 标准的试验系统

ASTM D412 标准对于试样的伸长率有所要求。由于试样长度会增加，横梁的位移距离必须足够长，因此，试验机机架的高度必须足以适应试样伸长至断裂点的长度。为此，ZwickRoell 提供合适的万能试验机：

zwickiLine – 体积小巧，节省空间，适用于最高 5 kN 的小试验载荷，试验区域高度最高为 1365 mm
ProLine - 适用于标准化试验和简单应用，试验区域高度为 1050 mm 到 1450 mm
AllroundLine - 可灵活调整且功能齐全，试验区域高度为 1030 mm 到 2560 mm

试样夹具

哑铃状试样夹具必须自动夹紧，在夹持区域均匀施加压力并随着载荷提高而增大压力。这能够防止试样滑动，确保试样在指定试验区域断裂。ZwickRoell 提供多种类型的试样夹具，无论是手动机械试样夹具，还是便捷的气动控制系统，均配备合适的夹面嵌件。

气动夹具：夹持力来自于气动作动器，配备手动或脚踏控制单元。夹持力不受拉伸力的影响，可确保在整个试验过程中试验速度恒定。
钳式夹具：双作动器夹具。根据夹钳式原理，夹持力随着拉伸力的增加成比例增加。这能够确保易收缩的试样自动重新夹紧。
测试环形试样时，需要配备包含两个可旋转滚轮的试验工具。

气动夹具 2.5 kN

钳式夹具

带驱动滚轮的环形试样试验工具

用于根据ASTM D412标准进行试验的引伸计

如果您对ASTM D412的测试要求或试验挑战有任何疑问，请随时联系我们的专家。
我们十分期待与您探讨相关需求。

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ISO 37-1 | ISO 34 | Shore A: Automatisierte Prüfung von Gummi mit roboTest L

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DIN 53504: Automatisierte Prüfung von Gummi mit roboTest R

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符合ASTM D412标准的全自动拉伸试验

符合 ASTM D412 标准的橡胶和弹性体拉伸试验也可以实现自动执行。自动试验系统主要适用于需要测试大量试样或消除人工操作影响的场景。人手温度或湿度以及试样在夹具中位置偏移或倾斜均会影响测试结果。

紧凑型全自动试验系统 roboTest L 可自主测试多达 350 份试样。系统中集成的厚度测量设备能够精确且可再现地测量试样厚度。试样抓爪将试样放置在试验机中，并按照 ASTM D412 标准自动开始拉伸试验。试验结束后，独立的废料机械手会清除试样夹具中的试样废料。
全自动试验系统 roboTest R 更为复杂，可通过连接其他设备（如试样标记装置、对中装置或环境试验箱等）对试样温度进行精确调节。全自动试验系统的试样架容量也可以根据需要进行扩展。
为了消除人工操作对小型试样序列（C 型试样）的影响，ZwickRoell 打造了试验系统 ALEX：简单、紧凑、高性价比，可处理最低仅含 10 个试样的试验序列。