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ASTM/D638-91塑料拉伸性能的标准试验方法(中文标准)

2009-06-10

ASTM/D638-91塑料拉伸性能的标准试验方法

1.范围

11当在预处理、温度、湿度和试验机速度预先定义的条件下进行试验,这个试验包含标准的哑铃形试样的没有增强型和增强型的塑料的拉伸性能的测定。

12这个试验方法可被使用于任何厚度到0.55inch (14mm)的试验材料,然而对于薄片形式的试验样品,包括小于0.04inch(1.0)厚度的薄膜,试验方法D882是所指的试验方法,对于厚度大于0.55inch的材料,一定通过机器加工使之减少。

注释1-对于试验方法D638的完全的测量参考已经发展到D638M

注释2-这个试验方法并不包含精密的物理过程,横梁移动保持一个恒定的速率是我们理论上所期望的,在试样上传感器标记间的横梁移动速率和变形速率有很大的不同。

指定的试验速率在塑料状态下,对材料的性能有很大的影响,通过这些过程的试样厚度的变化是允许的,这些变化对结果几乎没有影响,所有的试样应该同一厚度,当需要更精密的物理数据时,额外的特殊的试验应该被使用。

注释3-这个试验方法可被用于试验酚醛树酯或层压材料,这些材料可被用做电气绝缘,这样的材料应同试验方法D229D651所述的那样来进行试验。

注释4-对于树酯复合材料的增强,它带着定向的持续或不持续的高    数>20KG纤维。试验应按试验方法D3039来进行。

13磅为单位开始的值应被看作标准,在括号内给出的值仅供参考。

14这个标准设有注明所有的安全问题,如果和其使用有关,它是这个标准使用者的责任,他应建立恰当的安全和健康的实验操作并且在使用之前测定有规律限制的实用性。

2.参考的数据

21ASTM标准

对于电气绝缘使用的硬片材料的D229试验方法,固体电气绝缘的厚度的D374试验方法,拉伸的橡胶性能的D412试样方法,对于条件材料和电气绝缘材料的试验D618实验方法,对于塑料拉伸性能的D639试验方法,模塑电气绝缘材料的拉伸强度的D651试验方法。

薄膜拉伸性能的D882试验方法

相关塑料的D883专门术语

折断的塑料和电气绝缘材料的拉伸冲击能量的D1822试验方法。

纤维树酯合成物的拉伸性能的D3030试验方法,指定的塑料的D4000分类系统。

尼袭和PAD4066说明

对于试验机负载校对的E83实验方法,测定精度的实验方法的进行各试验室间研究的E691实验操作。

3.专门名词

31应用这个试验方法的字词的定义参照专门名词D883和附A2

4.意义和使用

41对于塑料的控制和说明这个试验方法被设计产生拉伸性能,这些数据对于质量品质和研究和发展都是有用的,对于一些材料,它们可能有一个需要这个试验方法使用的说明,在使用这个试验方法前,参照材料说明是可建议的,分类的D4000的表一列出了当前存在ASTM 材料标准。

42拉伸性能在一定速度和环境的的试验下可能会随试样准备而不同,接着精度比较的结果是所希望的,这些因素一定要小心地控制。

421我们想到没有准备好材料的试验方法,这种材料就不能被测试,当比较试验的材料是所希望的,我们应更加注意确保所有的样品以同一个方式准备好,除非试验包含样品制备的影响,相似的,对于参照的目的或比较(在任何给定的系列试样)注意一定要确保zui大程度的准备、加工)

43对于塑料工程设计目的,拉伸性能可能提供有用的数据,对于一定伸长率和环境条件许多塑料表现出了高灵敏度,通过这个试验方法获得的数据被认为是合法的,对于涉及到负载时间范围或环境极大地不同于这个试验方法,在这种不相同的情况下,对大多数塑料,没有限制的可靠性估计,如果拉伸性能满足工程设计的目的,在较宽的负载时间范围(包括冲击和屈服)和环境条件的范围下,伸长率的灵敏度和需要测试的环境。

5仪器

51试验机-一个横梁移动类型的试验机,其组成如下。

511固定数--支撑一个夹具的固定数

512可移动数-支撑又一个夹具的可移动数

513夹具-固定数和可移动数之间夹持试验的夹具,夹具应是自调整的,也就是说,它们应被连接到固定的和可移动之间,当有任何负载加上时,它们将自由地被拉直,试样中心应和实际是被拉伸方向的夹具中心重合。

试样尽可能地和拉伸方向成一条直线,以便没有产生滑动的循环移动会在夹具上发生,对于不在一条直线上有一个限制自调夹具将会调整。

5131试样应以这种方法被夹持,即和夹具之间的滑动尽可能被阻止,有很深的刻痕或锯齿的夹具表面和那些单一的粗糙的的模型相似,锯齿相隔大约0.09inch2.4mm),深度大约0.06inch(1.6mm),这对于大多数热塑材料被发现是令人满意的,对于较硬的塑料较好的锯齿被发现更令人满意的,便如热固的材料,锯齿应保持清洁和税利,有时会在夹具间断开,当很深的锯齿或光滑的试样表面被使用时,其它的技术在这种情况下被使用,其他的技术(已经被发现是有用的,特别是光滑表面的夹具)是使试样表面夹具间应是光滑的,在试样和夹具表面间放入磨布、磨低或塑料或橡胶纤维一般叫做医用胶布,第80号双边磨纸在许多情况下被发现是有效的,在打开的网状纤维,线被涂有磨料,这也是有效的,减小试样截面也可能是效的,特别的夹具类型的使用进需要估计夹具的光滑度和断裂度。

514驱动机构-对于传给可移动部分的驱动机构,关于不变部分的控制速度,这个速率按第9部分指定的进行调整。

515负载显示器-当通过夹具夹住时,通过试样支撑的能示的总共拉伸负载的可适合的负载显示机器,在指定的试验速率下,这台仪器几乎没有惯性滞后,负载显示的精度应达到  1%或更好,试验机的精度应与实验操作E4进行修改。

516固定的部分,可移动部分,驱动机构和夹具应由这样的材料构成,在这种比例下通过这些部分构成的,总共弹性轴向的伸长,在总比例下不超过总的1%,这时在任何负载达到机器比率的容量,在试验中对试验样品标记的两个测量仪器之间。

52伸长显示器(变形测定仪)-当试样被拉长时在测定两个一点间距离,试样的测量长度范围内适合的仪器可被使用,对于参考目的,变形测定仪一定要被设定,如图1的试样的满量程测量长度,这是令人满意的,但不是必需的,这个仪器能自动记录这个距离和其改变或者作为一种试样负载的功能,从试验开始用去的时间或者两者两者都有,如果只是后者获得,负载时间数据一定要取得,在指定的试验速度下,仪器应几乎没有惯性。变形测定仪被分类并且定期修改的校对值应和实验操作E83的相一致。

521弹性模数测定-对于弹性模量的测定,zui大伸长错误为0.0002in./in,并能自动地持续地记录的变形测定仪可被使用,一个等级为B2变形测定仪(实验操作E83)满足这个需求。

522低伸长测定-对于屈服伸长和低伸测定(通常20%左右)和上述的变形测定仪一样,拉细到20%的伸长,这可以使用,在任何情况下,变形测定仪系统一定要满足至少C类(实验操作E83)需求,它包括了一个固定的0.001的变形伸长错误或显示的变形伸长±0.1%无论哪一种误差都是很大的。

523伸长测定_对于测量伸长大于20%,测量技术的错误不能超过可接受的测量值的±10%。

53千分尺-一个逐渐增加一至少0.001(0.025mm)的分辨测量试样的宽和厚的适当的千分尺可以使用,刚性或半刚性的塑料的所有的宽度和厚度的测定,可用带齿杆的手动千分尺来测量,对于测量没有刚性的试样的厚茺的可适合的仪器应有:

1)一个接触的3.6 ±0.36psi(25± 2.6pa) 测量压力

2)一个可移动的环形接触脚0.250± 0.001inch (6.35±0.025)直径

3)一个较低的固定的基准面是足够大,以致于超出了各个方向的接触脚并且同接触脚相平行,两者相差0.0002inch(0.005)在所有的脚平面上,脚和基准平度应符合试验方法D374(其上写有变形测定仪的表面平行度)的校正部分

531配备一个直径是0.625±0.003in)15.88±0.08mm)圆形接触脚的可选仪器被再次建议,zui小宽度至少为0.625in(15.88mm)的过程样品或较大试样的厚度测量。

FIG 1 Tension Test Specimmens for sheet ,plate,and Molded Plasics

图形1:对于片、板和模塑材料的拉伸试验样品

DIMENSIONS OF FUBE SPECIMENS

管子试样尺寸

METAL PLUGS 金属插入物

Machine to 60% of original Nominal Wall Thickness  zui初规定的壁厚60%的机器

Normal Wall Thickness   规定的壁厚

Stardard Wall Thickness  L  of  Specimen  to by Used

要被使用的试样的标准长度L

Fig 2 Diagram showling location of tube tension specimens in testing machine

图形2:在试验机上显示出管子拉伸试样位置的简图

6.试验样品

61片、板和模塑料材料

611刚性和半刚性塑料-试验样品应符合图形1显示的尺寸,类形1的试样是参考试样,当有效的材料有一个0.28inch(7mm)的厚度或者这种材料至少是可用的,我们就应该使用,在参考类型试样的一种材料没有在较窄的部分断裂时时类型2试样可被使用,当只有限制材料有0.16inch(4mm)或比之薄的厚度估算可用时或大量的试样放在裸露的有限的空间(热量和环境稳定的试验)这时类型V的试样可以使用,有不同硬度(也就是说,没有刚性和半刚性)的情况下,材料间需要直接比较,这时类型V的试样可被使用,对于厚度大于    0.28inch(7mm)但不超过0.55inch(14mm)的所有材料一定要使用型    试样。

612无刚性-试样应与图形1显示的尺寸相符合,0.16inch(4mm)    左右厚度的测试无刚性塑料的第IV类型的样品被使用,对于厚度大于0.28inch(7mm)但不超过0.55inch(14mm)的所有材料,类型III 试样一定要用。

613增强型合成物-对于增强型合成物的试验样品包括正交各向异性的层压,应该符合图形1显示的类型1试样的尺寸。

614准备工作-试验样品应通过机器操作准备好,或把试样切成片、板或相似的组成,材料厚度大于0.55inch(14mm),一定要调整到    来使用作为类型III 试样,试样也能取决于设备好模型材料来被试验。

注释7-试验结果已经表明对于一些材料例如玻璃布,SMCBMC层压制品,其它的试验样品应被认为是确保在试样测量长度内断裂,通过8.3来管理。

注释8-从某种复合层压物,例如编织手套或玻璃布准备好的试验样品,注意切割试样一定要平行,在位移上切割的增强将将被削弱,结果导致较低的层压性能,除非在某一个方向上的试样试验不与增强结构平行,这个不同可进行研究。

注释9-通入注塑准备好的试样可能与机器切割准备好的试样有不同的拉伸性能,这是由于方向引起的,这个影响可能更多地被表述成试样窄条部分的因素。

62刚性管子

621刚性管子的试验样品应在图2被显示出来,长度Lo应在图2表中被显示出来,在试样的长度中心在试样的外部应被机械加工成一个凹槽,这个凹槽应包括一个直的部长度为2.2inch(57.2mm),并且在每一个末端和外部的直径有一个半径3inch(76mm),有直径尺寸的钢塞或铜塞,它们会适合在管子内部,并且有一个长度为1inch(2mm)    销,它被放在试样的末端避免压碎,通过在线的金属杆上分离和支撑它们,它们在管子中可被方便地放置,并且试验设备如图2所示

63刚性杆

631对于刚性杆的试样显示如图3,长度Lo 显示在图表图形3) 中,在长度的中心在试样周围应加工一个槽,以便机器加工部分的直径应是zui初标准直径的60%,在每一个末端连接到外部直径,这个槽应包括长度方向直的部2.25in(57.2mm),并且有3inch(76mm)的半径

64所有试样的表面应避免可见的裂缝、刮痕或不足,通过粗糙的机器操作作留下的记号,应用一个好的方案或研磨除去并且挫平的表面用D号或更好一点的磨纸来使之光滑,完成的冲程应和试验样品长轴方向平行,所有的毛边应从模塑样品中除去,应非常小心不去刮坏模塑表面,在加工样品时,超过如图1显示的尺寸的公差发底切应尽量地避免,注意应避免其它一般的机械加工错误。

65如果需要把测量标记在试样上,这可以用不会影响被试验材料的蜡笔或墨汁,在试样上的测量标记不应被刮、打孔、压痕。

66当试验材料被认为是各向异性时,重叠的试样应被准备好,并且和它们的轴线相对平行,也就是各向异性预测的方向。

7.条件

71条件-试样在试验前与实验操作D618过程一致,试样应放在      23±2度和相对湿度为50±5%至少40小时,对于那些试验,当条件不同意时应允许±1度和相对湿度为±2%。注意对于一些吸湿材料例如:对试验较干作为模塑的试样,例如,D4066的说明,这些都需要提前对上述条件相对湿度50%,需要试样在水蒸气条件模塑时没有,除去此条件直到试验时才拿出。

72试验条件-在标准试验室空气的温度23±2度和相对湿度50±5%,除非特别指定试验方法在不认可情况,条件应是±1.8度和相对湿度±2%。

注释10-温度上小的改变而一些塑料的拉伸性能快速地改变,在高速下加热可产生试样变形的结果,没有强迫致冷进行试验来确保试验条件的统一性,测定试样减少部分的湿度并计录自动加热材料的温度。

FIG  3  Diagram showing location of rod tension test specimen in testing maching

图形3  在试验机上的条状拉伸试验样品的位置显示图

DIMENSIONS  OF  ROD  SPECIMENS

条状试样的尺寸

Norminal Diamter 标准直径

Total calculated Niminun Length of Specimen

试样的总共计算的zui小长度

Starddard Length of Specimen to be used 初使用样品的标准长度Lo

TABLE  Designations for Speed of Testing

1  试验速度的测定

 

 

计算(B    试样类型    试验速度  在开始试验时的标准伸长率

 

刚性和非刚性    IIIIII条形和管子  0.2±25%     0.1

2±10%        1

20±10%       10

2±25%        0.15

2±10%        1.5

120±10%      15

0.05±25%     0.1

0.5±25%      1

5±25%       10

2±10%       1.5

20±10%      15

 

A选择zui低速率

B参照D883 定义的那样

C对于没有动力拉断的试样zui初的伸长速率不能准确地计算,因为外部测量长度减少部分和内部的拉伸,zui初的伸长率可从拉伸伸长对时间图形的zui初的倾角来测定。

 

 

 

 

 

 

 

 

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