ASTM D412彈性體拉伸測試的權威指南
ASTM D412是確定硫化(熱固性)橡膠和熱塑性彈性體的拉伸特性的最常見標準。這個家庭中的化合物用於創建各種各樣的消費品,例如輪胎,足球和橡皮筋。該家庭還生產高度專業的材料,例如航天飛機上的O形圈,在極端環境條件下必須可靠地表現。
本指南旨在向您介紹ASTM D412拉伸測試的基本元素,並將概述材料測試設備,軟件和样品。




ASTM D412在拉伸應變下測量材料的彈性,以及在不再壓力材料時測試後其行為。 ASTM D412以500±50 mm/min的速度在通用測試機(也稱為拉伸測試機)上進行,直到樣品失敗。儘管ASTM D412測量了許多不同的拉伸特性,但最常見的是:
拉伸強度 - 在拉伸樣品破裂時施加的最大拉伸應力。
在給定伸長延伸時的拉伸應力 - 將測試樣品的均勻橫截面均勻延伸到給定的伸長延伸所需的應力。
最終伸長 - 在持續的拉伸應力施加時發生破裂的伸長。
拉伸套件 - 標本後剩餘的延長量已被拉伸並允許以指定方式縮回,以原始長度的百分比表示。
請注意,ASTM D412不適用於測試諸如Ebonite之類的硬質,低義彈性體。那些需要測試ebonite和硬塑料的人應指ASTM D638。
大多數ASTM D412測試都是在帶有各種配件的桌面通用測試機上進行的,可以配置為適當地對彈性體和橡膠進行ASTM D412張力強度測試。
標準套件將包括一個3400系列測試系統,XL長行程延長計和一對手動輥夾。該系統非常適合中小型彈性體製造公司或購買其第一個D412系統的系統。一個更高級,更有效的系統是6800系列測試系統,該系統具有AVE 2非接觸式視頻伸展計和一對2712系列氣動側動作夾具,帶有先進的空氣套件。該系統是輪胎製造商和大型跨國彈性體製造商的世界標準。對於要求高通量的客戶,測試系統是答案,可以同時測試多達五個樣本。下面顯示了樣本ASTM D412測試設置。
購買時,軟件帶有免費的應用模塊。每個應用程序模塊內部都是預先配置的測試方法和支持文檔,以協助測試各種標準,包括選擇彈性體模塊的人的ASTM D412。
標本
ASTM D412描述了兩種用於測試的方法,具體取決於樣品類型。請注意,這兩種測試方法不會產生相同的結果。測試方法A使用“啞鈴”或“ dogbone”樣本,而測試方法B則設計用於環形標本。測試方法A比測試方法更常用B.必須從注射模製或斑塊中切出Dogbone樣品。材料擠出的方向很重要,因為它在材料中產生微妙的穀物圖案。為了保持一致性,應將所有樣品用平行於穀物的縱向部分切割。
標本測量
ASTM D412測試的Dogbone標本有六種類型的類型,有兩種允許的切割環樣本類型。最常見的形狀是模切的C型dog骨樣品,其總長度為115毫米(量規長度為25 mm),寬度為6毫米,厚度為3毫米。標本的厚度必須測量3次,中位值是公認的值。
為了確保符合標準,所有用於ASTM D412測試的標本都必須按照ASTM D3767測量。 BlueHill®通用的自動測量設備功能允許操作員最多將兩個微米或測量設備連接到計算機,並將數據直接輸入到軟件中。這消除了操作員輸入錯誤的機會並提高了效率。
標本對準
為了正確測試,必須將標本垂直於頜骨垂直,並且不能以一定角度傾斜。標本未對準會導致測試結果的重大變化,並應採取適當的謹慎措施,以確保標本全部均一對齊,每次測試均保持一致。
解決未對準的一種方法是使用與樣品接近相同寬度的頜面臉,從而使視覺調整對齊相對容易。防止未對準的最簡單方法是使用直接安裝在握把上的樣品對準裝置。這是一個簡單的欄,提供了一個可調節的停止點,因此操作員可以輕鬆地看到其標本已正確對齊。
握把
一旦將握把擰緊到彈性標本上以準備進行測試,便經常使用不必要的壓縮力。這些力雖然很小,但如果無法正確處理,可以乾擾測試結果。在插入樣品後不要平衡它們,這一點很重要,因為這將導致結果偏移。可以對BlueHill通用材料測試軟件進行編程,以使跨多個標本的力正常化並刪除任何鬆弛或壓縮力,從而確保樣本之間的穩定結果。在6800系列通用測試機上可用的樣品保護旨在在測試的操作限制定義之前,旨在防止在測試的設置階段損壞樣品或系統。打開時,樣品保護會自動調整十字頭以使任何不需要的力在一定限制下保持。
隨著彈性體樣品的拉伸,它們的厚度減小。因此,ASTM D412建議將握力自動擰緊。頜面的一致和均勻的壓力可確保在測試過程中稀疏樣品不會從握把上滑出。用鋸齒面的副作用氣動握把對於測試彈性體非常有效。使用氣動握把,進氣壓會自動調節,即使樣品厚度在測試過程中也顯著變化,也可以保持握力保持恆定。另一個有效的選擇是使用自觸角輥夾,該輥夾在測試過程中使用彈簧對樣品構成恆定壓力。對於使用ASTM D12測試方法B的人,可以使用O形圈固定裝置對O形圈標本進行測試。這些握把通過使用上下固定裝置上的旋轉軸來防止局部應力濃度。
延伸計
儘管標準不需要伸展計,但建議進行應變測量,以獲得最準確,最可重複的結果。由於儀表長度以外的樣品的伸長,基於交叉頭行進的應變測量可能較少準確。 XL長行程伸展計設計用於用於彈性材料,也可以通過標本斷裂使用。刀邊緣的可調節力減少了樣品的過早故障。該延長計可從僅1英寸的量規長度測量高達3,000%的壓力。
標准或高級視頻延伸計2(SVE 2或AVE 2)之類的非接觸式延伸計是彈性材料最理想的選擇。它特別適合易碎或需要環境室進行測試的標本。非接觸式視頻擴展計為減少吞吐量需求高的實驗室的效率而降低結果差異的額外好處。
環境室
在ASTM D412下測試的彈性體通常注定要在非鏡子條件下用於將來使用。由於環境條件對彈性體的拉伸特性有很大的影響,因此必須注意確保測試條件模仿預期的最終用途應用。測試速度,溫度,濕度,標本尺寸和預測狀況都對測試結果產生了明顯影響,必須控制測試才能產生有用的數據。為了確保這些元素模擬材料的最終用途應用,ASTM D412經常在可以使用加熱或冷卻(LN2或CO2)的環境室內執行。
環境室使操作員能夠在整個測試期間監視腔室內的溫度。此外,可以在Bluehill Universal中設置浸泡時間和溫度,以確保所有標本在測試開始之前都適當條件。
對於希望增加吞吐量的實驗室,可以對系統設置進行幾次修改。自動測量設備,氣動握把和样品對齊設備都通過減少測試操作員所需的手動輸入量來提高測試效率。但是,ASTM D412的測試時間取決於樣品的預期伸長,不能最小化。對於具有高延展性的材料,測試的持續時間消耗了整個測試週期的大部分。在這些情況下,多站測試框架可以提供最佳的吞吐量,因為操作員可以同時運行5個測試。
還可以使用全自動測試系統,旨在合併樣品測量,標本加載,測試和拆卸。這些系統可以運行幾個小時,而無需任何操作員交互。此外,這些系統有助於降低由於人為錯誤而導致的可變性。
任何計劃進行ASTM D412測試的人都不應將本指南視為閱讀完整標準的足夠替代品。