ASTM/D638-91塑料拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法

1．范圍

1．1當(dāng)在預(yù)處理、溫度、濕度和試驗(yàn)機(jī)速度預(yù)先定義的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，這個試驗(yàn)包含標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴形試樣的沒有增強(qiáng)型和增強(qiáng)型的塑料的拉伸性能的測定。

1．2這個試驗(yàn)方法可被使用于任何厚度到0.55inch （14mm）的試驗(yàn)材料，然而對于薄片形式的試驗(yàn)樣品，包括小于0.04inch（1.0）厚度的薄膜，試驗(yàn)方法D882是所指的試驗(yàn)方法，對于厚度大于0.55inch的材料，一定通過機(jī)器加工使之減少。

注釋1－對于試驗(yàn)方法D638的*的測量參考已經(jīng)發(fā)展到D638M

注釋2－這個試驗(yàn)方法并不包含精密的物理過程，橫梁移動保持一個恒定的速率是我們理論上所期望的，在試樣上傳感器標(biāo)記間的橫梁移動速率和變形速率有很大的不同。

的試驗(yàn)速率在塑料狀態(tài)下，對材料的性能有很大的影響，通過這些過程的試樣厚度的變化是允許的，這些變化對結(jié)果幾乎沒有影響，所有的試樣應(yīng)該同一厚度，當(dāng)需要更精密的物理數(shù)據(jù)時，額外的特殊的試驗(yàn)應(yīng)該被使用。

注釋3－這個試驗(yàn)方法可被用于試驗(yàn)酚醛樹酯或?qū)訅翰牧?，這些材料可被用做電氣絕緣，這樣的材料應(yīng)同試驗(yàn)方法D229和D651所述的那樣來進(jìn)行試驗(yàn)。

注釋4－對于樹酯復(fù)合材料的增強(qiáng)，它帶著定向的持續(xù)或不持續(xù)的高    數(shù)＞20KG纖維。試驗(yàn)應(yīng)按試驗(yàn)方法D3039來進(jìn)行。

1．3磅為單位開始的值應(yīng)被看作標(biāo)準(zhǔn)，在括號內(nèi)給出的值僅供參考。

1．4這個標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有注明所有的安全問題，如果和其使用有關(guān)，它是這個標(biāo)準(zhǔn)使用者的責(zé)任，他應(yīng)建立恰當(dāng)?shù)陌踩徒】档膶?shí)驗(yàn)操作并且在使用之前測定有規(guī)律限制的實(shí)用性。

2．參考的數(shù)據(jù)

2．1ASTM標(biāo)準(zhǔn)

對于電氣絕緣使用的硬片材料的D229試驗(yàn)方法，固體電氣絕緣的厚度的D374試驗(yàn)方法，拉伸的橡膠性能的D412試樣方法，對于條件材料和電氣絕緣材料的試驗(yàn)D618實(shí)驗(yàn)方法，對于塑料拉伸性能的D639試驗(yàn)方法，模塑電氣絕緣材料的拉伸強(qiáng)度的D651試驗(yàn)方法。

薄膜拉伸性能的D882試驗(yàn)方法

相關(guān)塑料的D883專門術(shù)語

折斷的塑料和電氣絕緣材料的拉伸沖擊能量的D1822試驗(yàn)方法。

纖維樹酯合成物的拉伸性能的D3030試驗(yàn)方法，的塑料的D4000分類系統(tǒng)。

尼襲和PA的D4066說明

對于試驗(yàn)機(jī)負(fù)載校對的E83實(shí)驗(yàn)方法，測定精度的實(shí)驗(yàn)方法的進(jìn)行各試驗(yàn)室間研究的E691實(shí)驗(yàn)操作。

3．專門名詞

3．1應(yīng)用這個試驗(yàn)方法的字詞的定義參照專門名詞D883和附A2

4．意義和使用

4．1對于塑料的控制和說明這個試驗(yàn)方法被設(shè)計(jì)產(chǎn)生拉伸性能，這些數(shù)據(jù)對于質(zhì)量品質(zhì)和研究和發(fā)展都是有用的，對于一些材料，它們可能有一個需要這個試驗(yàn)方法使用的說明，在使用這個試驗(yàn)方法前，參照材料說明是可建議的，分類的D4000的表一列出了當(dāng)前存在ASTM 材料標(biāo)準(zhǔn)。

4．2拉伸性能在一定速度和環(huán)境的的試驗(yàn)下可能會隨試樣準(zhǔn)備而不同，接著精度比較的結(jié)果是所希望的，這些因素一定要小心地控制。

4．2．1我們想到?jīng)]有準(zhǔn)備好材料的試驗(yàn)方法，這種材料就不能被測試，當(dāng)比較試驗(yàn)的材料是所希望的，我們應(yīng)更加注意確保所有的樣品以同一個方式準(zhǔn)備好，除非試驗(yàn)包含樣品制備的影響，相似的，對于參照的目的或比較（在任何給定的系列試樣）注意一定要確保zui大程度的準(zhǔn)備、加工）

4．3對于塑料工程設(shè)計(jì)目的，拉伸性能可能提供有用的數(shù)據(jù)，對于一定伸長率和環(huán)境條件許多塑料表現(xiàn)出了高靈敏度，通過這個試驗(yàn)方法獲得的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是合法的，對于涉及到負(fù)載時間范圍或環(huán)境極大地不同于這個試驗(yàn)方法，在這種不相同的情況下，對大多數(shù)塑料，沒有限制的可靠性估計(jì)，如果拉伸性能滿足工程設(shè)計(jì)的目的，在較寬的負(fù)載時間范圍（包括沖擊和屈服）和環(huán)境條件的范圍下，伸長率的靈敏度和需要測試的環(huán)境。

5儀器

5．1試驗(yàn)機(jī)－一個橫梁移動類型的試驗(yàn)機(jī)，其組成如下。

5．1．1固定數(shù)--支撐一個夾具的固定數(shù)

5．1．2可移動數(shù)－支撐又一個夾具的可移動數(shù)

5．1．3夾具－固定數(shù)和可移動數(shù)之間夾持試驗(yàn)的夾具，夾具應(yīng)是自調(diào)整的，也就是說，它們應(yīng)被連接到固定的和可移動之間，當(dāng)有任何負(fù)載加上時，它們將自由地被拉直，試樣中心應(yīng)和實(shí)際是被拉伸方向的夾具中心重合。

試樣盡可能地和拉伸方向成一條直線，以便沒有產(chǎn)生滑動的循環(huán)移動會在夾具上發(fā)生，對于不在一條直線上有一個限制自調(diào)夾具將會調(diào)整。

5．1．3．1試樣應(yīng)以這種方法被夾持，即和夾具之間的滑動盡可能被阻止，有很深的刻痕或鋸齒的夾具表面和那些單一的粗糙的的模型相似，鋸齒相隔大約0.09inch（2.4mm），深度大約0.06inch（1.6mm），這對于大多數(shù)熱塑材料被發(fā)現(xiàn)是令人滿意的，對于較硬的塑料較好的鋸齒被發(fā)現(xiàn)更令人滿意的，便如熱固的材料，鋸齒應(yīng)保持清潔和稅利，有時會在夾具間斷開，當(dāng)很深的鋸齒或光滑的試樣表面被使用時，其它的技術(shù)在這種情況下被使用，其他的技術(shù)（已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是有用的，特別是光滑表面的夾具）是使試樣表面夾具間應(yīng)是光滑的，在試樣和夾具表面間放入磨布、磨低或塑料或橡膠纖維一般叫做醫(yī)用膠布，第80號雙邊磨紙?jiān)谠S多情況下被發(fā)現(xiàn)是有效的，在打開的網(wǎng)狀纖維，線被涂有磨料，這也是有效的，減小試樣截面也可能是效的，特別的夾具類型的使用進(jìn)需要估計(jì)夾具的光滑度和斷裂度。

5．1．4驅(qū)動機(jī)構(gòu)－對于傳給可移動部分的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，關(guān)于不變部分的控制速度，這個速率按第9部分的進(jìn)行調(diào)整。

5．1．5負(fù)載顯示器－當(dāng)通過夾具夾住時，通過試樣支撐的能示的總共拉伸負(fù)載的可適合的負(fù)載顯示機(jī)器，在的試驗(yàn)速率下，這臺儀器幾乎沒有慣性滯后，負(fù)載顯示的精度應(yīng)達(dá)到  1％或更好，試驗(yàn)機(jī)的精度應(yīng)與實(shí)驗(yàn)操作E4進(jìn)行修改。

5．1．6固定的部分，可移動部分，驅(qū)動機(jī)構(gòu)和夾具應(yīng)由這樣的材料構(gòu)成，在這種比例下通過這些部分構(gòu)成的，總共彈性軸向的伸長，在總比例下不超過總的1％，這時在任何負(fù)載達(dá)到機(jī)器比率的容量，在試驗(yàn)中對試驗(yàn)樣品標(biāo)記的兩個測量儀器之間。

5．2伸長顯示器（變形測定儀）－當(dāng)試樣被拉長時在測定兩個一點(diǎn)間距離，試樣的測量長度范圍內(nèi)適合的儀器可被使用，對于參考目的，變形測定儀一定要被設(shè)定，如圖1的試樣的滿量程測量長度，這是令人滿意的，但不是必需的，這個儀器能自動記錄這個距離和其改變或者作為一種試樣負(fù)載的功能，從試驗(yàn)開始用去的時間或者兩者兩者都有，如果只是后者獲得，負(fù)載時間數(shù)據(jù)一定要取得，在的試驗(yàn)速度下，儀器應(yīng)幾乎沒有慣性。變形測定儀被分類并且定期修改的校對值應(yīng)和實(shí)驗(yàn)操作E83的相一致。

5．2．1彈性模數(shù)測定－對于彈性模量的測定，zui大伸長錯誤為0.0002in./in，并能自動地持續(xù)地記錄的變形測定儀可被使用，一個等級為B－2變形測定儀（實(shí)驗(yàn)操作E83）滿足這個需求。

5．2．2低伸長測定－對于屈服伸長和低伸測定（通常20％左右）和上述的變形測定儀一樣，拉細(xì)到20％的伸長，這可以使用，在任何情況下，變形測定儀系統(tǒng)一定要滿足至少C類（實(shí)驗(yàn)操作E83）需求，它包括了一個固定的0.001的變形伸長錯誤或顯示的變形伸長±0.1%無論哪一種誤差都是很大的。

5．2．3伸長測定＿對于測量伸長大于20％，測量技術(shù)的錯誤不能超過可接受的測量值的±10％。

5．3千分尺－一個逐漸增加一至少0.001（0.025mm）的分辨測量試樣的寬和厚的適當(dāng)?shù)那Х殖呖梢允褂?，剛性或半剛性的塑料的所有的寬度和厚度的測定，可用帶齒桿的手動千分尺來測量，對于測量沒有剛性的試樣的厚茺的可適合的儀器應(yīng)有：

（1）一個接觸的3.6 ±0.36psi（25± 2.6pa） 測量壓力

（2）一個可移動的環(huán)形接觸腳0.250± 0.001inch （6.35±0.025）直徑

（3）一個較低的固定的基準(zhǔn)面是足夠大，以致于超出了各個方向的接觸腳并且同接觸腳相平行，兩者相差0.0002inch（0.005）在所有的腳平面上，腳和基準(zhǔn)平度應(yīng)符合試驗(yàn)方法D374（其上寫有變形測定儀的表面平行度）的校正部分

5．3．1配備一個直徑是0.625±0.003in）15.88±0.08mm）圓形接觸腳的可選儀器被再次建議，zui小寬度至少為0.625in（15.88mm）的過程樣品或較大試樣的厚度測量。

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

圖形1：對于片、板和模塑材料的拉伸試驗(yàn)樣品

DIMENSIONS OF FUBE SPECIMENS

管子試樣尺寸

METAL PLUGS 金屬插入物

Machine to 60% of original Nominal Wall Thickness  zui初規(guī)定的壁厚60％的機(jī)器

Normal Wall Thickness   規(guī)定的壁厚

Stardard Wall Thickness  L  of  Specimen  to by Used

要被使用的試樣的標(biāo)準(zhǔn)長度L

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

圖形2：在試驗(yàn)機(jī)上顯示出管子拉伸試樣位置的簡圖

6．試驗(yàn)樣品

6．1片、板和模塑料材料

6．1．1剛性和半剛性塑料－試驗(yàn)樣品應(yīng)符合圖形1顯示的尺寸，類形1的試樣是參考試樣，當(dāng)有效的材料有一個0.28inch（7mm）的厚度或者這種材料至少是可用的，我們就應(yīng)該使用，在參考類型試樣的一種材料沒有在較窄的部分?jǐn)嗔褧r時類型2試樣可被使用，當(dāng)只有限制材料有0.16inch（4mm）或比之薄的厚度估算可用時或大量的試樣放在裸露的有限的空間（熱量和環(huán)境穩(wěn)定的試驗(yàn)）這時類型V的試樣可以使用，有不同硬度（也就是說，沒有剛性和半剛性）的情況下，材料間需要直接比較，這時類型V的試樣可被使用，對于厚度大于    0.28inch（7mm）但不超過0.55inch（14mm）的所有材料一定要使用型    試樣。

6．1．2無剛性－試樣應(yīng)與圖形1顯示的尺寸相符合，0.16inch（4mm）    左右厚度的測試無剛性塑料的第IV類型的樣品被使用，對于厚度大于0.28inch（7mm）但不超過0.55inch（14mm）的所有材料，類型III 試樣一定要用。

6．1．3增強(qiáng)型合成物－對于增強(qiáng)型合成物的試驗(yàn)樣品包括正交各向異性的層壓，應(yīng)該符合圖形1顯示的類型1試樣的尺寸。

6．1．4準(zhǔn)備工作－試驗(yàn)樣品應(yīng)通過機(jī)器操作準(zhǔn)備好，或把試樣切成片、板或相似的組成，材料厚度大于0.55inch（14mm），一定要調(diào)整到    來使用作為類型III 試樣，試樣也能取決于設(shè)備好模型材料來被試驗(yàn)。

注釋7－試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)表明對于一些材料例如玻璃布，SMC和BMC層壓制品，其它的試驗(yàn)樣品應(yīng)被認(rèn)為是確保在試樣測量長度內(nèi)斷裂，通過8.3來管理。

注釋8－從某種復(fù)合層壓物，例如編織手套或玻璃布準(zhǔn)備好的試驗(yàn)樣品，注意切割試樣一定要平行，在位移上切割的增強(qiáng)將將被削弱，結(jié)果導(dǎo)致較低的層壓性能，除非在某一個方向上的試樣試驗(yàn)不與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)平行，這個不同可進(jìn)行研究。

注釋9－通入注塑準(zhǔn)備好的試樣可能與機(jī)器切割準(zhǔn)備好的試樣有不同的拉伸性能，這是由于方向引起的，這個影響可能更多地被表述成試樣窄條部分的因素。

6．2剛性管子

6．2．1剛性管子的試驗(yàn)樣品應(yīng)在圖2被顯示出來，長度Lo應(yīng)在圖2表中被顯示出來，在試樣的長度中心在試樣的外部應(yīng)被機(jī)械加工成一個凹槽，這個凹槽應(yīng)包括一個直的部長度為2.2inch（57.2mm），并且在每一個末端和外部的直徑有一個半徑3inch（76mm），有直徑尺寸的鋼塞或銅塞，它們會適合在管子內(nèi)部，并且有一個長度為1inch（2mm）    銷，它被放在試樣的末端避免壓碎，通過在線的金屬桿上分離和支撐它們，它們在管子中可被方便地放置，并且試驗(yàn)設(shè)備如圖2所示

6．3剛性桿

6．3．1對于剛性桿的試樣顯示如圖3，長度Lo 顯示在圖表（圖形3） 中，在長度的中心在試樣周圍應(yīng)加工一個槽，以便機(jī)器加工部分的直徑應(yīng)是zui初標(biāo)準(zhǔn)直徑的60％，在每一個末端連接到外部直徑，這個槽應(yīng)包括長度方向直的部2.25in（57.2mm）,并且有3inch（76mm）的半徑

6．4所有試樣的表面應(yīng)避免可見的裂縫、刮痕或不足，通過粗糙的機(jī)器操作作留下的記號，應(yīng)用一個好的方案或研磨除去并且挫平的表面用D號或更好一點(diǎn)的磨紙來使之光滑，完成的沖程應(yīng)和試驗(yàn)樣品長軸方向平行，所有的毛邊應(yīng)從模塑樣品中除去，應(yīng)非常小心不去刮壞模塑表面，在加工樣品時，超過如圖1顯示的尺寸的公差發(fā)底切應(yīng)盡量地避免，注意應(yīng)避免其它一般的機(jī)械加工錯誤。

6．5如果需要把測量標(biāo)記在試樣上，這可以用不會影響被試驗(yàn)材料的蠟筆或墨汁，在試樣上的測量標(biāo)記不應(yīng)被刮、打孔、壓痕。

6．6當(dāng)試驗(yàn)材料被認(rèn)為是各向異性時，重疊的試樣應(yīng)被準(zhǔn)備好，并且和它們的軸線相對平行，也就是各向異性預(yù)測的方向。

7．條件

7．1條件－試樣在試驗(yàn)前與實(shí)驗(yàn)操作D618過程一致，試樣應(yīng)放在      23±2度和相對濕度為50±5%至少40小時，對于那些試驗(yàn)，當(dāng)條件不同意時應(yīng)允許±1度和相對濕度為±2％。注意對于一些吸濕材料例如：對試驗(yàn)較干作為模塑的試樣，例如，D4066的說明，這些都需要提前對上述條件相對濕度50％，需要試樣在水蒸氣條件模塑時沒有，除去此條件直到試驗(yàn)時才拿出。

7．2試驗(yàn)條件－在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室空氣的溫度23±2度和相對濕度50±5％，除非特別試驗(yàn)方法在不認(rèn)可情況，條件應(yīng)是±1.8度和相對濕度±2％。

注釋10－溫度上小的改變而一些塑料的拉伸性能快速地改變，在高速下加熱可產(chǎn)生試樣變形的結(jié)果，沒有強(qiáng)迫致冷進(jìn)行試驗(yàn)來確保試驗(yàn)條件的統(tǒng)一性，測定試樣減少部分的濕度并計(jì)錄自動加熱材料的溫度。

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

圖形3  在試驗(yàn)機(jī)上的條狀拉伸試驗(yàn)樣品的位置顯示圖

DIMENSIONS  OF  ROD  SPECIMENS

條狀試樣的尺寸

Norminal Diamter 標(biāo)準(zhǔn)直徑

Total calculated Niminun Length of Specimen

試樣的總共計(jì)算的zui小長度

Starddard Length of Specimen to be used 初使用樣品的標(biāo)準(zhǔn)長度Lo

TABLE  Designations for Speed of Testing

表1  試驗(yàn)速度的測定

A選擇zui低速率

B參照D883 定義的那樣

C對于沒有動力拉斷的試樣zui初的伸長速率不能準(zhǔn)確地計(jì)算，因?yàn)橥獠繙y量長度減少部分和內(nèi)部的拉伸，zui初的伸長率可從拉伸伸長對時間圖形的zui初的傾角來測定。