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(gè)試驗(yàn)包含標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴形試樣的沒(méi)有增強(qiáng)型和增強(qiáng)型的塑料的拉伸性能的測(cè)定。

1．2這個(gè)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(duì)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(duì)于厚度大于0.55inch的材料，一定通過(guò)機(jī)器加工使之減少。

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

注釋2－這個(gè)試驗(yàn)方法并不包含精密的物理過(guò)程，橫梁移動(dòng)保持一個(gè)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(dòng)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(duì)材料的性能有很大的影響，通過(guò)這些過(guò)程的試樣厚度的變化是允許的，這些變化對(duì)結(jié)果幾乎沒(méi)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(shí)，額外的特殊的試驗(yàn)應(yīng)該被使用。

注釋3－這個(gè)試驗(yàn)方法可被用于試驗(yàn)酚醛樹(shù)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(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。

注釋4－對(duì)于樹(shù)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(lái)進(jìn)行。

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

1．4這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)有注明所有的安全問(wèn)題，如果和其使用有關(guān)，它是這個(gè)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(cè)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(duì)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(duì)于條件材料和電氣絕緣材料的試驗(yàn)D618實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)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(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ)

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

尼襲和PA的D4066說(shuō)明

對(duì)于試驗(yàn)機(jī)負(fù)載校對(duì)的E83實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)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(zhuān)門(mén)名詞

3．1應(yīng)用這個(gè)試驗(yàn)方法的字詞的定義參照專(zhuān)門(mén)名詞D883和附A2

4．意義和使用

4．1對(duì)于塑料的控制和說(shuō)明這個(gè)試驗(yàn)方法被設(shè)計(jì)產(chǎn)生拉伸性能，這些數(shù)據(jù)對(duì)于質(zhì)量品質(zhì)和研究和發(fā)展都是有用的，對(duì)于一些材料，它們可能有一個(gè)需要這個(gè)試驗(yàn)方法使用的說(shuō)明，在使用這個(gè)試驗(yàn)方法前，參照材料說(shuō)明是可建議的，分類(lèi)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(huì)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(cè)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(gè)方式準(zhǔn)備好，除非試驗(yàn)包含樣品制備的影響，相似的，對(duì)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(duì)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(duì)于一定伸長(zhǎng)率和環(huán)境條件許多塑料表現(xiàn)出了高靈敏度，通過(guò)這個(gè)試驗(yàn)方法獲得的數(shù)據(jù)被認(rèn)為是合法的，對(duì)于涉及到負(fù)載時(shí)間范圍或環(huán)境極大地不同于這個(gè)試驗(yàn)方法，在這種不相同的情況下，對(duì)大多數(shù)塑料，沒(méi)有限制的可靠性估計(jì)，如果拉伸性能滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)的目的，在較寬的負(fù)載時(shí)間范圍（包括沖擊和屈服）和環(huán)境條件的范圍下，伸長(zhǎng)率的靈敏度和需要測(cè)試的環(huán)境。

5儀器

5．1試驗(yàn)機(jī)－一個(gè)橫梁移動(dòng)類(lèi)型的試驗(yàn)機(jī)，其組成如下。

5．1．1固定數(shù)--支撐一個(gè)夾具的固定數(shù)

5．1．2可移動(dòng)數(shù)－支撐又一個(gè)夾具的可移動(dòng)數(shù)

5．1．3夾具－固定數(shù)和可移動(dòng)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(shuō)，它們應(yīng)被連接到固定的和可移動(dòng)之間，當(dāng)有任何負(fù)載加上時(shí)，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(xiàn)，以便沒(méi)有產(chǎn)生滑動(dòng)的循環(huán)移動(dòng)會(huì)在夾具上發(fā)生，對(duì)于不在一條直線(xiàn)上有一個(gè)限制自調(diào)夾具將會(huì)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(dòng)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(duì)于大多數(shù)熱塑材料被發(fā)現(xiàn)是令人滿(mǎn)意的，對(duì)于較硬的塑料較好的鋸齒被發(fā)現(xiàn)更令人滿(mǎn)意的，便如熱固的材料，鋸齒應(yīng)保持清潔和稅利，有時(shí)會(huì)在夾具間斷開(kāi)，當(dāng)很深的鋸齒或光滑的試樣表面被使用時(shí)，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(hào)雙邊磨紙?jiān)谠S多情況下被發(fā)現(xiàn)是有效的，在打開(kāi)的網(wǎng)狀纖維，線(xiàn)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(lèi)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(dòng)機(jī)構(gòu)－對(duì)于傳給可移動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，關(guān)于不變部分的控制速度，這個(gè)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(guò)夾具夾住時(shí)，通過(guò)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(tái)儀器幾乎沒(méi)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(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)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(guò)這些部分構(gòu)成的，總共彈性軸向的伸長(zhǎng)，在總比例下不超過(guò)總的1％，這時(shí)在任何負(fù)載達(dá)到機(jī)器比率的容量，在試驗(yàn)中對(duì)試驗(yàn)樣品標(biāo)記的兩個(gè)測(cè)量?jī)x器之間。

5．2伸長(zhǎng)顯示器（變形測(cè)定儀）－當(dāng)試樣被拉長(zhǎng)時(shí)在測(cè)定兩個(gè)一點(diǎn)間距離，試樣的測(cè)量長(zhǎng)度范圍內(nèi)適合的儀器可被使用，對(duì)于參考目的，變形測(cè)定儀一定要被設(shè)定，如圖1的試樣的滿(mǎn)量程測(cè)量長(zhǎng)度，這是令人滿(mǎn)意的，但不是必需的，這個(gè)儀器能自動(dòng)記錄這個(gè)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(kāi)始用去的時(shí)間或者兩者兩者都有，如果只是后者獲得，負(fù)載時(shí)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(méi)有慣性。變形測(cè)定儀被分類(lèi)并且定期修改的校對(duì)值應(yīng)和實(shí)驗(yàn)操作E83的相一致。

5．2．1彈性模數(shù)測(cè)定－對(duì)于彈性模量的測(cè)定，zui大伸長(zhǎng)錯(cuò)誤為0.0002in./in，并能自動(dòng)地持續(xù)地記錄的變形測(cè)定儀可被使用，一個(gè)等級(jí)為B－2變形測(cè)定儀（實(shí)驗(yàn)操作E83）滿(mǎn)足這個(gè)需求。

5．2．2低伸長(zhǎng)測(cè)定－對(duì)于屈服伸長(zhǎng)和低伸測(cè)定（通常20％左右）和上述的變形測(cè)定儀一樣，拉細(xì)到20％的伸長(zhǎng)，這可以使用，在任何情況下，變形測(cè)定儀系統(tǒng)一定要滿(mǎn)足至少C類(lèi)（實(shí)驗(yàn)操作E83）需求，它包括了一個(gè)固定的0.001的變形伸長(zhǎng)錯(cuò)誤或顯示的變形伸長(zhǎng)±0.1%無(wú)論哪一種誤差都是很大的。

5．2．3伸長(zhǎng)測(cè)定＿對(duì)于測(cè)量伸長(zhǎng)大于20％，測(cè)量技術(shù)的錯(cuò)誤不能超過(guò)可接受的測(cè)量值的±10％。

5．3千分尺－一個(gè)逐漸增加一至少0.001（0.025mm）的分辨測(cè)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(cè)定，可用帶齒桿的手動(dòng)千分尺來(lái)測(cè)量，對(duì)于測(cè)量沒(méi)有剛性的試樣的厚茺的可適合的儀器應(yīng)有：

（1）一個(gè)接觸的3.6 ±0.36psi（25± 2.6pa） 測(cè)量壓力

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

（3）一個(gè)較低的固定的基準(zhǔn)面是足夠大，以致于超出了各個(gè)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(xiě)有變形測(cè)定儀的表面平行度）的校正部分

5．3．1配備一個(gè)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(guò)程樣品或較大試樣的厚度測(cè)量。

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

圖形1：對(duì)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(zhǎng)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(jiǎn)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(lèi)形1的試樣是參考試樣，當(dāng)有效的材料有一個(gè)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(lèi)型試樣的一種材料沒(méi)有在較窄的部分?jǐn)嗔褧r(shí)時(shí)類(lèi)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(shí)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(shí)類(lèi)型V的試樣可以使用，有不同硬度（也就是說(shuō)，沒(méi)有剛性和半剛性）的情況下，材料間需要直接比較，這時(shí)類(lèi)型V的試樣可被使用，對(duì)于厚度大于    0.28inch（7mm）但不超過(guò)0.55inch（14mm）的所有材料一定要使用型    試樣。

6．1．2無(wú)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(cè)試無(wú)剛性塑料的第IV類(lèi)型的樣品被使用，對(duì)于厚度大于0.28inch（7mm）但不超過(guò)0.55inch（14mm）的所有材料，類(lèi)型III 試樣一定要用。

6．1．3增強(qiáng)型合成物－對(duì)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(lèi)型1試樣的尺寸。

6．1．4準(zhǔn)備工作－試驗(yàn)樣品應(yīng)通過(guò)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(lái)使用作為類(lèi)型III 試樣，試樣也能取決于設(shè)備好模型材料來(lái)被試驗(yàn)。

注釋7－試驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)表明對(duì)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(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)斷裂，通過(guò)8.3來(lái)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(gè)方向上的試樣試驗(yàn)不與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)平行，這個(gè)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(gè)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(lái)，長(zhǎng)度Lo應(yīng)在圖2表中被顯示出來(lái)，在試樣的長(zhǎng)度中心在試樣的外部應(yīng)被機(jī)械加工成一個(gè)凹槽，這個(gè)凹槽應(yīng)包括一個(gè)直的部長(zhǎng)度為2.2inch（57.2mm），并且在每一個(gè)末端和外部的直徑有一個(gè)半徑3inch（76mm），有直徑尺寸的鋼塞或銅塞，它們會(huì)適合在管子內(nèi)部，并且有一個(gè)長(zhǎng)度為1inch（2mm）    銷(xiāo)，它被放在試樣的末端避免壓碎，通過(guò)在線(xiàn)的金屬桿上分離和支撐它們，它們?cè)诠茏又锌杀环奖愕胤胖?，并且試?yàn)設(shè)備如圖2所示

6．3剛性桿

6．3．1對(duì)于剛性桿的試樣顯示如圖3，長(zhǎng)度Lo 顯示在圖表（圖形3） 中，在長(zhǎng)度的中心在試樣周?chē)鷳?yīng)加工一個(gè)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(gè)末端連接到外部直徑，這個(gè)槽應(yīng)包括長(zhǎng)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(jiàn)的裂縫、刮痕或不足，通過(guò)粗糙的機(jī)器操作作留下的記號(hào)，應(yīng)用一個(gè)好的方案或研磨除去并且挫平的表面用D號(hào)或更好一點(diǎn)的磨紙來(lái)使之光滑，完成的沖程應(yīng)和試驗(yàn)樣品長(zhǎng)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(shí)，超過(guò)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(cuò)誤。

6．5如果需要把測(cè)量標(biāo)記在試樣上，這可以用不會(huì)影響被試驗(yàn)材料的蠟筆或墨汁，在試樣上的測(cè)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(shí)，重疊的試樣應(yīng)被準(zhǔn)備好，并且和它們的軸線(xiàn)相對(duì)平行，也就是各向異性預(yù)測(cè)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(guò)程一致，試樣應(yīng)放在      23±2度和相對(duì)濕度為50±5%至少40小時(shí)，對(duì)于那些試驗(yàn)，當(dāng)條件不同意時(shí)應(yīng)允許±1度和相對(duì)濕度為±2％。注意對(duì)于一些吸濕材料例如：對(duì)試驗(yàn)較干作為模塑的試樣，例如，D4066的說(shuō)明，這些都需要提前對(duì)上述條件相對(duì)濕度50％，需要試樣在水蒸氣條件模塑時(shí)沒(méi)有，除去此條件直到試驗(yàn)時(shí)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(duì)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(duì)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(méi)有強(qiáng)迫致冷進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)確保試驗(yàn)條件的統(tǒng)一性，測(cè)定試樣減少部分的濕度并計(jì)錄自動(dòng)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(zhǎng)度

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

TABLE  Designations for Speed of Testing

表1  試驗(yàn)速度的測(cè)定

A選擇zui低速率

B參照D883 定義的那樣

C對(duì)于沒(méi)有動(dòng)力拉斷的試樣zui初的伸長(zhǎng)速率不能準(zhǔn)確地計(jì)算，因?yàn)橥獠繙y(cè)量長(zhǎng)度減少部分和內(nèi)部的拉伸，zui初的伸長(zhǎng)率可從拉伸伸長(zhǎng)對(duì)時(shí)間圖形的zui初的傾角來(lái)測(cè)定。