ASTM D638 ist der häufigste Teststandard zur Bestimmung der Zugeigenschaften verstärkter und nicht verstärkter Kunststoffe. Mit der Verwendung von Kunststoffen ist es wichtig, dass die Hersteller die mechanische Stärke ihrer Materialien ordnungsgemäß messen können. Dieser Leitfaden soll Sie in die Grundelemente eines ASTM D638 -Plastikzugstests vorstellen, einschließlich eines Überblicks über Geräte, Software und Proben, die benötigt werden. Jeder, der plant, ASTM D638 -Tests durchzuführen, sollte diesen Leitfaden nicht als angemessener Ersatz für das Lesen des vollständigen Standards betrachten.

ASTM D638 wird durchgeführt, indem eine Zugkraft auf eine Probenprobe angewendet und verschiedene Eigenschaften der Probe unter Spannung gemessen werden. Es wird auf einer universellen Testmaschine (auch als Zugprüfmaschine bezeichnet) mit Zugraten von 1 bis 500 mm/min durchgeführt, bis die Probe fehlschlägt (ergibt oder bricht). Obwohl ASTM D638 viele verschiedene Zugeigenschaften misst, sind Folgendes am häufigsten:
Zugfestigkeit - Die Kraftmenge, die auf einen Kunststoff angewendet werden kann, bevor er ergibt (dehnt irreparabel) oder bricht.
Zugmodul - Wie viel kann ein Material als Reaktion auf Spannung verformen, bevor es ergibt. Modul ist eine Messung der Steifheit des Materials.
Dehnung - Die Zunahme der Messlänge nach dem Bruch geteilt durch die ursprüngliche Messlänge. Eine größere Dehnung zeigt eine höhere Duktilität an.
Poissons Verhältnis - eine Messung der Beziehung zwischen dem Dehnten und wie dünn es während des Dehnungsprozesses erhält.
Es gibt viele verschiedene Testmethoden für verschiedene Arten von Kunststoffen. ASTM D638 gilt nur für starre Kunststoffproben zwischen 1,00 mm und 14 mm Dicke. Wenn Ihre Probe ein Blatt oder einen Film mit weniger als 1,00 mm dick ist, sollte es auf ASTM D882 getestet werden. Während es ähnliche Ergebnisse wie ISO 527-2 liefert, wird ASTM D638 aufgrund von Unterschieden in der Probengröße und den Testanforderungen nicht als technisch äquivalent angesehen. Während einige große multinationale Hersteller sowohl auf ASTM D638 als auch auf ISO 527-2 testen, zeigen die meisten unserer Kunden eine oder andere, basierend auf ihrem geografischen Standort. Nordamerikanische Hersteller testen normalerweise auf ASTM D638, während diejenigen in Europa und Asien hauptsächlich auf ISO 527-2 testen. Kunden in China testen gleichermaßen auf ASTM D638 und ISO 527-2. Alle diese Testmethoden finden Sie in den Anwendungsmodulen von Bluehill® Universal, bei denen es sich um vorkonfigurierte Methodenvorlagen für die beliebtesten ASTM- und ISO-Standards handelt.
Die meisten ASTM -D638 -Tests werden auf einer Tisch -Top -Universal -Testmaschine durchgeführt. Ein 5 -kN- oder 10 kN (1125 oder 2250 lbf) System ist am häufigsten, aber da verstärkte Kunststoffe und Verbundwerkstoffe der Festigkeit zunehmen, können Einheiten mit höherer Kapazität - wie 30 kN oder 50 kN -Systeme - erforderlich sein.
Es ist wichtig, dass Proben in der Zugmaschine sicher gehalten werden. Seitenaktion pneumatische Griffe mit gezackten Kieferflächen sind oft die besten Griffe, um starre Kunststoffe zu halten. Bei pneumatischen Griffen wird die Griffkraft durch Luftdruck aufrechterhalten, was auch dann konstant bleibt, wenn sich die Probedicke während des Tests signifikant ändert. Bei Kräften über 10 kN, in der Regel nur mit verstärkten Materialien, werden manuelle Keilwirkungsgriffe bevorzugt.
Es gibt fünf zulässige Probentypen für ASTM D638, die sich in Abhängigkeit von der Dicke der Probe und der verfügbaren Materialsmenge unterscheiden. Am häufigsten verwendeten Exemplare vom Typ I sind 3,2 mm dick und werden im Allgemeinen durch Injektionsleisten erzeugt. Typ -I -Exemplare haben eine Gesamtlänge von 165 mm und eine Breite von 13 mm mit einer Messlänge von 50 mm. Flache Exemplare werden typischerweise geformt, sterben oder in eine „Hundeknochen“ oder „Hantel“ -Form bearbeitet, wodurch sichergestellt wird, dass der Bruch in der Mitte des Probens und nicht in den Klemmbereichen auftritt. Zusätzlich zu flachen Proben ermöglicht ASTM D638 auch das Testen von starren Röhren und Stäben, die beide auch in eine Hundeknochenform bearbeitet werden müssen. In Fällen, in denen das Material begrenzt ist, verwenden viele Labors Typ IV oder Typ V -Exemplare. Die für den Typ IV -Exemplare erforderlichen Abmessungen entsprechen den für ASTM D412 -Stempel geschnittenen C, was bedeutet, dass der gleiche Sterbungsschnitt verwendet werden kann. Typ -V -Exemplare sind die kleinsten und eine Messlänge von nur 0,3 Zoll.
Alle Proben müssen vor dem Testen gemäß ASTM D5947 gemessen werden. Die meisten typischen Mikrometer sollten für die Durchführung dieser Messungen geeignet sein. Damit das Testsystem Spannungsmessungen anstatt nur Kraftmessungen anzuzeigen, werden die Bediener gebeten, den Querschnittsbereich (oder die Dicke und Breite) der Probe einzugeben, da Spannung = Kraft / Querschnittsfläche (dies ist in Einheiten von psi, pa, kPA, GPA usw. gezeigt).
Die geschnittenen oder bearbeiteten Proben müssen einzeln gemessen werden, aber die Bediener, die mit Injektionsformproben unter Verwendung von Injektionsformproben nur eine einzelne Probe aus einem Probengrundstück messen, wobei die Variation in diesem Probengrundstück weniger als 1%beträgt. Injektionsgeformte Proben werden häufig mit einem Entwurfwinkel erzeugt, anstatt perfekt quadratisch zu sein, was bei der Messung der Probe berücksichtigt werden muss. Stellen Sie immer sicher, dass die Breitenmessungen in der Mitte des Draftwinkels durchgeführt werden.
Mit der automatischen Messgerätefunktion für das Messgerät in BlueHill Universal können Bediener bis zu zwei Mikrometer oder Messgeräte an den Computer anschließen und die Daten direkt in die Software eingeben. Dies beseitigt die Wahrscheinlichkeit von Eingangsfehlern und erhöht die Effizienz.
Um ordnungsgemäß zu testen, müssen Proben senkrecht an den Kiefergesichtern gehalten und nicht in einem Winkel geneigt werden. Eine Fehlausrichtung von Proben kann zu erheblichen Ergebnisschwankungen führen, und es sollte ordnungsgemäß darauf geachtet werden, dass die Proben für jeden Test alle konsequent ausgerichtet sind. Eine Möglichkeit, eine Fehlausrichtung anzugehen, besteht darin, ein Kiefergesicht zu verwenden, das nahe an der gleichen Breite wie Ihr Exemplar ist, wodurch es relativ einfach ist, die Ausrichtung visuell anzupassen. Der einfachste Weg, um eine Fehlausrichtung zu verhindern, besteht darin, ein Probenausrichtungsgerät zu verwenden, das direkt auf den Griffkörpern montiert wird. Dies ist ein einfacher Balken, der einen einstellbaren Stopppunkt bietet, damit die Bediener leicht erkennen können, dass ihre Exemplar korrekt ausgerichtet wurde.
Wenn die Griffe auf die Plastikproben festgezogen werden, um einen Test durchzuführen, werden häufig unerwünschte Druckkräfte angewendet. Obwohl diese Kräfte, obwohl Minute, die Testergebnisse beeinträchtigen können, wenn sie nicht ordnungsgemäß behandelt werden: Es ist wichtig, dass sie nach Einfügen des Probens nicht ausgeglichen sind, da dies einen Versatz in den Ergebnissen verursacht. Die Bluehill Universal -Software kann programmiert werden, um die Kräfte über mehrere Proben hinweg zu normalisieren und jegliche Lack- oder Druckkraft zu entfernen, um konsistente Ergebnisse zwischen den Proben zu gewährleisten. Bei den Universal Testing Machines der 6800er Serie empfehlen wir auch die Verwendung von Probenschutz, mit dem die Beschädigung der Probe oder des Systems während der Einrichtungsphase eines Tests eine Beschädigung der Betriebsgrenzen eines Tests verhindern soll. Wenn der Probe eingeschaltet wird, passt der Probenschutz automatisch den Kreuzkopf an, um unerwünschte Kräfte unter einer bestimmten Grenze zu halten.
Elastizitätsmodul - wie viel die Probe als Reaktion auf Zugkraft erstreckt oder verformt - ist eine der wichtigsten Datenarten, die durch ASTM D638 -Plastik -Zugtests gesammelt werden. Benutzer benötigen ein geeignetes Dehnungsmessgerät - ein Erweiterungsometer -, um diese Daten zu sammeln. Die Erweiterungen zum Messungsmodul müssen der ASTM E83-Klasse B-2 entsprechen.
Abhängig von den Bedürfnissen Ihres Labors sind verschiedene Optionen für Erweiterungsmesser erhältlich. Der einfachste Typ ist ein Clip-On-Erweiterungsmesser der Serie mit fester Gauge. Ein Bediener muss dies zu Beginn eines jeden Tests direkt auf die Probe stecken und nach dem Ausbeuten der Probe oder vor dem Exemplar brechen. Wenn Sie auf poi0 testen
Bei der Präsentation von Testergebnissen ist es wichtig sicherzustellen, dass die Begriffe ordnungsgemäß definiert sind, um die Einhaltung des Standards zu gewährleisten und den Datenvergleich zwischen verschiedenen Labors zu erleichtern. Der häufigste Fehler bei der Datenberichterstattung besteht darin, Dehnungswerte unter Verwendung einer falschen Quelle (Extensometer anstelle von Kreuzkopf) zu melden, was zu drastisch unterschiedlichen Ergebnissen führen kann.
Kunststoff -Teststandards beziehen sich auf einen Begriff, der als nominaler Dehnung bezeichnet wird, der unterschiedlich definiert wird, je nachdem, welche Testmethode verwendet wird. Für ASTM D638 wird der nominale Dehnungsstamm definiert als der von der Querkopfverschiebung gemessene Stamm, nicht aus dem Erweiterungsometer. Dies liegt daran, dass Plastik nicht homogen abbaut und der Stamm häufig auf einen unverhältnismäßig kleinen Teil der Probe konzentriert, einer Eigenschaft namens „Neckern“. Für alle Materialien, die Hals oder einen Ertragspunkt aufweisen, kann die prozentuale Dehnung bei der Pause nicht über das Erweiterungsometer angegeben werden, da das Neckern außerhalb der Länge des Extensometer -Messgeräts auftreten kann. Daher muss die nominelle Dehnung verwendet werden, um die prozentuale Dehnung an jedem Punkt nach Ertrag zu melden. Die Verwendung eines Erweiterungssometers für die Dehnung bei Bruch ist nur dann akzeptabel, wenn der Stamm während der gesamten Probe homogen ist und keine Neckern oder Ausbeute aufweist.
Kunststoffe, die unterschiedliche Verhaltensweisen aufweisen, erfordern möglicherweise die Verwendung verschiedener Modulberechnungen, um den elastischen Teil des Tests angemessen zu erfassen. Die meisten modernen Testsoftware ermöglicht die Anpassung der Modulberechnungen. Das Verständnis der Berechnung des Moduls ist entscheidend, um die Konsistenz in den Ergebnissen sicherzustellen.
Für ein Material, das keinen echten linearen Teil aufweist, wird in der Regel ein Sekantenmodul empfohlen, wodurch eine Modullinie zwischen Null und jedem benutzerdefinierten Punkt auf der Kurve erstellt wird. Segmentmodulberechnungen bilden eine am besten geeignete Linie zwischen einem bestimmten Start- und Endpunkt und führt eine Anpassung der kleinsten Quadrate durch. Am häufigsten wird die Berechnung eines Young-Moduls verwendet, wodurch die Steigung über eine Reihe von Regionen bestimmt wird und die steilste Steigung über eine Anpassung der kleinsten Quadrate meldet. Mit Bluehill Universal können Benutzer entweder eine Reihe von Regionen definieren oder die Berechnung des automatischen Young -Moduls verwenden.
Für Labors mit hohem Volumentestanforderungen können mehrere Änderungen an der Setup des Zugmaschinens vorgenommen werden, um den Testprozess zu beschleunigen und den Durchsatz bis hin zu vollständig automatisierten Testsystemen zu erhöhen. Vollautomatisierte Systeme sind so konzipiert, dass sie die Messung der Proben, die Probenbelastung, das Testen und die Entfernung integrieren und stundenlang ohne Bedienerwechselwirkung ausgeführt werden können. Diese Systeme tragen zur Verringerung der Variabilität aufgrund von menschlichem Fehler bei und können nach dem Ende einer Schicht lief bleiben, um weiterhin Ergebnisse zu erzielen, wenn die Betreiber nach Hause gehen.