O ASTM D638 é o padrão de teste mais comum para determinar as propriedades de tração de plásticos reforçados e não reforçados. Com o uso de plásticos em uma alta histórica, é fundamental que os fabricantes possam avaliar adequadamente a força mecânica de seus materiais. Este guia foi projetado para apresentá -lo aos elementos básicos de um teste de tração de plástico ASTM D638, incluindo uma visão geral do equipamento, software e amostras necessárias. No entanto, qualquer pessoa que planeja realizar testes ASTM D638 não deve considerar este guia um substituto adequado para a leitura de todo o padrão.

O ASTM D638 é realizado aplicando uma força de tração a uma amostra de amostra e medindo várias propriedades da amostra sob estresse. É conduzido em uma máquina de teste universal (também chamada de uma máquina de teste de tração) a taxas de tração que variam de 1 a 500 mm/min até que a amostra falhe (rendimentos ou quebras). Embora o ASTM D638 mede muitas propriedades de tração diferentes, o seguinte é o mais comum:
Resistência à tração - a quantidade de força que pode ser aplicada a um plástico antes que ele produz (se estende irreparavelmente) ou quebra.
Módulo de tração - Quanto um material pode se deformar (esticar) em resposta ao estresse antes que ele rendule. O módulo é uma medição da rigidez do material.
Alongamento - o aumento do comprimento do medidor após o intervalo dividido pelo comprimento do medidor original. Maior alongamento indica maior ductilidade.
Razão de Poisson - uma medição da relação entre quão longe um material é esticado e a fina do processo de alongamento.
Existem muitos métodos de teste diferentes para vários tipos de plásticos. O ASTM D638 se aplica apenas a amostras rígidas de plástico entre 1,00 mm e 14 mm de espessura. Se sua amostra for uma folha ou filme com menos de 1,00 mm de espessura, ela deve ser testada para ASTM D882. Embora forneça resultados semelhantes à ISO 527-2, o ASTM D638 não é considerado tecnicamente equivalente devido a diferenças nos requisitos de tamanho e teste da amostra. Enquanto alguns grandes fabricantes multinacionais testam para ASTM D638 e ISO 527-2, a maioria de nossos clientes demonstra uma preferência por um padrão ou outro com base em sua localização geográfica. Os fabricantes norte-americanos geralmente testam para a ASTM D638, enquanto os da Europa e da Ásia testam principalmente para a ISO 527-2. Os clientes da China testam igualmente para ASTM D638 e ISO 527-2. Todos esses métodos de teste podem ser encontrados nos módulos de aplicações da Bluehill® Universal, que são modelos de métodos pré-configurados para os padrões ASTM e ISO mais populares.
A maioria dos testes ASTM D638 é realizada em uma máquina de teste universal superior da tabela. Um sistema de 5 kN ou 10 kN (1125 ou 2250 lbf) é mais comum, mas à medida que os plásticos reforçados e os compósitos aumentam de força, pode ser necessária uma maior capacidade de unidades de capacidade - como sistemas de 30 kN ou 50 kN -.
É importante que as amostras sejam mantidas com segurança dentro da máquina de tração. Ação lateral Pneumáticas com faces serrilhadas da mandíbula são frequentemente as melhores garras para manter plásticos rígidos. Com alças pneumáticas, a força segura é mantida pela pressão do ar, que permanece constante, mesmo que a espessura da amostra mude significativamente durante o teste. Para forças acima de 10 kN, normalmente encontradas apenas com materiais reforçados, as garras de ação de cunha manual são preferidas.
Existem cinco tipos de amostra permitidos para o ASTM D638, que diferem em tamanho, dependendo da espessura da amostra e da quantidade de material disponível. Os mais usados ​​são as amostras do tipo I, com 3,2 mm de espessura e geralmente são criadas por moldagem por injeção. As amostras do tipo I têm um comprimento total de 165 mm e largura de 13 mm, com um comprimento de medidor de 50 mm. As amostras planas são tipicamente moldadas, cortadas ou usinadas em uma forma de "osso de cachorro" ou "halteres", o que garante que a quebra ocorra no centro da amostra, e não nas áreas de fixação. Além das amostras planas, o ASTM D638 também permite o teste de tubos e hastes rígidos, os quais também devem ser usinados em uma forma de osso de cachorro. Nos casos em que o material é limitado, muitos laboratórios usarão as amostras do tipo IV ou Tipo V. As dimensões necessárias para as amostras do tipo IV são as mesmas necessárias para o corte da matriz ASTM D412, o que significa que o mesmo corte de matriz pode ser usado. As amostras do tipo V são as menores, com um comprimento de medidor de apenas 0,3 pol.
Todas as amostras devem ser medidas antes do teste de acordo com o ASTM D5947. A maioria dos micrômetros típicos deve ser adequada para realizar essas medições. Para que o sistema de teste exiba medições de tensão em vez de apenas forçar medições, os operadores serão solicitados a inserir a área da seção transversal (ou espessura e largura) da amostra, porque o estresse = força / área de seção transversal (isso é mostrado nas unidades de PSI, PA, KPA, GPA, etc).
As amostras cortadas ou usinadas precisam ser medidas individualmente, mas os operadores usando amostras moldadas por injeção precisam apenas medir uma única amostra de um lote de amostra, fornecendo a variação nesse lote de amostra é menor que 1%. As amostras moldadas por injeção são frequentemente produzidas com um ângulo de rascunho em vez de serem perfeitamente quadradas, que devem ser levadas em consideração ao medir a amostra. Sempre verifique se as medições de largura são realizadas no centro do ângulo de rascunho.
O recurso de dispositivo de medição automático de amostra no Bluehill Universal permite que os operadores se conectem a dois micrômetros ou dispositivos de medição ao computador e inseram os dados diretamente no software. Isso elimina as chances de erros de entrada e aumenta a eficiência.
Para testar corretamente, as amostras devem ser mantidas perpendiculares às faces da mandíbula e não inclinadas em um ângulo. O desalinhamento da amostra pode causar grandes variações nos resultados, e deve -se tomar cuidado adequado para garantir que as amostras estejam alinhadas de forma consistente para cada teste. Uma maneira de abordar o desalinhamento é usando uma face da mandíbula próxima da mesma largura que a amostra, facilitando o ajuste visualmente de ajuste visualmente. Mas a maneira mais fácil de impedir o desalinhamento é usar um dispositivo de alinhamento de amostra que seja montado diretamente nos corpos de aderência. Esta é uma barra simples que fornece um ponto de parada ajustável para que os operadores possam dizer facilmente que seu espécime foi alinhado corretamente.
Quando as garras são apertadas nas amostras de plástico em preparação para a execução de um teste, forças compressivas indesejadas são frequentemente aplicadas. Essas forças, embora minuto, possam interferir nos resultados dos testes, se não forem tratados corretamente: é importante que eles não sejam equilibrados após a inserção da amostra, pois isso causará um deslocamento nos resultados. O software Universal Bluehill pode ser programado para normalizar forças em várias amostras e remover qualquer folga ou força compressiva, garantindo resultados consistentes entre as amostras. Nas máquinas de teste universal da série 6800, também recomendamos o uso de Protect de amostra, projetado para evitar danos à amostra ou sistema durante a fase de configuração de um teste, antes que os limites operacionais de um teste sejam definidos. Quando ligado, a amostra de proteção ajusta automaticamente o cruzamento para manter qualquer forças indesejadas sob um certo limite.
O módulo de elasticidade - quanto a amostra se estende ou se deforma em resposta à força de tração - é um dos tipos de dados mais importantes coletados pelo teste de tração plástico ASTM D638. Os usuários precisam de um dispositivo de medição de deformação apropriado - um extensômetro - para coletar esses dados. Os extensômetros para medir o módulo devem cumprir com a ASTM E83 Classe B-2.
Várias opções de extensômetro estão disponíveis, dependendo das necessidades do seu laboratório. O tipo mais simples é um extensômetro de clipe de 4630 da série de bitola fixo. Um operador deve prendê -lo diretamente na amostra no início de cada teste e removê -lo após o rendimento da amostra ou antes da quebra da amostra. Se testar para POI0
Ao apresentar os resultados dos testes, é importante garantir que os termos sejam definidos adequadamente para garantir a conformidade com o padrão e facilitar a comparação de dados entre diferentes laboratórios. O erro mais comum no relatório de dados é relatar valores de deformação usando uma fonte incorreta (extensômetro em vez de crosshead), que pode levar a resultados drasticamente diferentes.
Os padrões de teste de plásticos referem -se a um termo chamado tensão nominal, que é definida de maneira diferente, dependendo do método de teste que está sendo usado. Para ASTM D638, a tensão nominal é definida como a tensão medida a partir do deslocamento da cabeça cruzada, não do extensômetro. Isso ocorre porque o plástico não quebra homogeneamente e a tensão geralmente se concentra em uma parte desproporcionalmente pequena da amostra, uma propriedade chamada “NECKING”. Para qualquer materiais que pescoço ou tenham um ponto de rendimento, o alongamento percentual no intervalo não pode ser relatado através do extensômetro, pois o NECKing pode ocorrer fora do comprimento do medidor do extensômetro. Portanto, a tensão nominal deve ser usada para relatar o alongamento percentual em qualquer momento após o rendimento. O uso de um extensômetro para tensão no intervalo só é aceitável se a tensão for homogênea em toda a amostra e não exibir um necking ou rendimento.
Os plásticos que exibem comportamentos diferentes podem exigir o uso de diferentes cálculos do módulo para capturar adequadamente a parte elástica do teste. A maioria do software de teste moderno permite a personalização dos cálculos do módulo. Compreender como o módulo está sendo calculado é fundamental para garantir a consistência nos resultados.
Para um material que não exibe uma parte linear verdadeira, um módulo secante é normalmente recomendado, criando uma linha de módulo entre zero e qualquer ponto definido pelo usuário na curva. Os cálculos do módulo do segmento formam uma linha de melhor ajuste entre um ponto de partida e final especificado e executa um ajuste de mínimos quadrados. Geralmente, é usado o cálculo do módulo de um jovem, determinando a inclinação sobre várias regiões e relatando a inclinação mais íngreme por meio de um ajuste de mínimos quadrados. O Bluehill Universal permite que os usuários defina várias regiões ou usem o cálculo do módulo automático de Young.
Para laboratórios com necessidades de teste de alto volume, várias modificações na configuração da máquina de tração podem ser feitas para acelerar o processo de teste e aumentar a taxa de transferência, incluindo sistemas de teste totalmente automatizados. Os sistemas totalmente automatizados são projetados para incorporar medição de amostras, carregamento de amostras, teste e remoção e são capazes de funcionar por horas sem interação do operador. Esses sistemas ajudam a reduzir a variabilidade devido ao erro humano e podem ser deixados em execução após o final de um turno para continuar obtendo resultados quando os operadores voltarem para casa.