ASTM D412 является наиболее распространенным стандартом для определения растягивающих свойств вулканизированных (терморевных) резиновых и термопластичных эластомеров. Соединения в этом семействе используются для создания огромного количества потребительских товаров, таких как шины, футболы и резиновые ленты. Эта семья также производит высокоспециализированные материалы, такие как уплотнительные кольца на космических шаттлах, которые должны надежно работать в экстремальных условиях окружающей среды.
Это руководство предназначено для того, чтобы познакомить вас с основными элементами испытания на растяжение ASTM D412 и предоставит обзор оборудования для тестирования материалов, программного обеспечения и необходимых образцов.

ASTM D412 измеряет эластичность материала, находясь при растяжении, а также его поведение после тестирования, когда материал больше не подвергается стрессу. ASTM D412 проводится на универсальной тестировании (также называемой машиной для испытаний на растяжение) со скоростью 500 ± 50 мм/мин до выхода образца. Хотя ASTM D412 измеряет множество различных растягивающих свойств, следующие являются наиболее распространенными:
Прочность на растяжение - максимальное растягивающее напряжение, применяемое при растяжении образца для разрыва.
Растяжение напряжения при заданном удлинении-напряжение, необходимое для растяжения равномерного поперечного сечения испытательного образца до заданного удлинения.
Конечное удлинение - удлинение, при котором разрыв происходит при применении продолжающегося растягивающего напряжения.
Набор растяжения - расширение, оставшееся после того, как образец был растянут и разрешено отозвать указанным образом, выраженное в процентах от исходной длины.
Обратите внимание, что ASTM D412 не применяется к тестированию жестких, низкоэлеженных эластомеров, таких как эбонит. Те, кто нуждается в тестировании эбонита и твердых пластмассах, должны ссылаться на ASTM D638.

Большинство тестирования ASTM D412 выполняются на столешнике универсального тестирования с множеством аксессуаров, которые можно настроить для правильного выполнения теста прочности натяжения ASTM D412 для эластомеров и резины.
Стандартный пакет будет включать в себя тестовую систему серии 3400, экстензометр длиной XL и пару ручных рулонов. Эта система отлично подходит для компаний по производству эластомерных производств, или для тех, кто покупает свою первую систему D412. Более продвинутой и эффективной системой является тестовая система серии 6800 с бесконтактным видеопрофессионами Ave 2 и парой пневматических боковых действий 2712 серии с помощью набора Advanced Air. Эта система является мировым стандартом для производителей шин и крупных многонациональных производителей эластомеров. Для клиентов, которые требуют высокой пропускной способности, системы тестирования являются ответом и могут одновременно проверять до пяти образцов. Образец испытательной настройки ASTM D412 изображен ниже.
Программное обеспечение поставляется с бесплатным модулем приложения при покупке. Внутри каждого модуля приложения находятся предварительно сконфигурированные методы испытаний и поддерживающая документация, чтобы помочь с тестированием в различных стандартах, включая ASTM D412 для тех, кто выбирает модуль Elastomer.

Образцы
ASTM D412 описывает два метода для тестирования, в зависимости от типа образца. Имейте в виду, что эти два метода тестирования не дают идентичных результатов. Метод испытаний A использует образцы в форме «гантель» или «собачья» в форме, в то время как метод испытаний B предназначен для образцов в форме кольца. Метод испытаний A используется чаще, чем метод испытаний B. Образцы для собак должны быть вырезаны из литого листа или бляшки. Направление, в котором экструдирован лист, важно, поскольку он производит тонкий рисунок зерна в материале. Для согласованности все образцы должны быть разрезаны с продольной частью, параллельной зернам.

Измерение образца
Существует шесть допустимых типов образцов для собачьей кости для тестирования ASTM D412 и двух допустимых типов образцов срезанного кольца. Наиболее часто протестированной формой является образец для вырезания C Dogbone, который требует общей длины 115 мм (длина датчика 25 мм), ширина 6 мм и толщину 3 мм. Толщина образца должна быть измерена три раза, причем среднее значение является принятым значением.
Чтобы обеспечить соответствие стандарту, все образцы, используемые для тестирования ASTM D412, должны быть измерены с помощью микрометра в соответствии с ASTM D3767. Функция устройства измерения автоматического образца в Bluehill® Universal позволяет операторам подключать до двух микрометров или устройств измерения к компьютеру и вводить данные непосредственно в программное обеспечение. Это устраняет шансы на ошибки ввода оператора и повышает эффективность.

Выравнивание образца
Чтобы правильно проверить, образцы должны удерживаться перпендикулярно граням челюсти, а не наклонены на угол. Образец смещения может вызвать серьезные различия в результатах испытаний, и следует принять надлежащее уход, чтобы гарантировать, что все образцы выровняются последовательно для каждого теста.
Одним из способов устранения смещения является использование челюсти, которое близко к той же ширине, что и образец, что делает его относительно простым для визуальной регулировки выравнивания. Самый простой способ предотвращения смещения - это использовать устройство выравнивания образца, которое подкрепляется непосредственно на тела сцепления. Это простая полоса, которая обеспечивает регулируемую точку остановки, поэтому операторы могут легко увидеть, что их образец был правильно выровнен.

Схватки
После того, как захваты затянуты на эластомерные образцы при подготовке к проведению теста, часто применяются нежелательные силы сжатия. Эти силы, хотя и мельчайшие, могут мешать результатам испытаний, если они не обработаны должным образом. Важно, чтобы они не были сбалансированы после вставки образца, так как это приведет к компенсации в результатах. Bluehill Universal Materials Software может быть запрограммировано на нормализацию силы по нескольким образцам и удаляет любую провисанию или силу сжатия, обеспечивая постоянные результаты между образцами. Образец защиты, который доступен на универсальных тестовых машинах серии 6800, предназначена для предотвращения повреждения образца или системы во время фазы настройки теста, прежде чем будут определены эксплуатационные пределы испытания. При включении образец защита автоматически корректирует перекрестную головку, чтобы сохранить нежелательные силы под определенным пределом.
По мере того, как эластомерные образцы растягиваются, их толщина уменьшается. По этой причине ASTM D412 рекомендует руководить, которые автоматически затягиваются. Последовательное и равномерное давление на грани челюсти гарантирует, что истончение образцов не выскользнет из ручек во время тестирования. Пневматические ручки боковых действий с зубчатыми лицами очень эффективны для тестирования эластомеров. При пневматических ручках давление воздуха впускного отверстия регулируется автоматически, что позволяет захватывающей силе оставаться постоянной, даже если толщина образца значительно изменяется во время теста. Другим эффективным вариантом является использование саморегивающих роликовых ручек, которые используют пружину, чтобы оказывать постоянное давление на образец во время тестирования. Для тех, кто использует метод испытаний ASTM D12 B, образцы уплотнительного кольца могут быть проверены с помощью уплотнительного кольца. Эти захваты предотвращают локальные концентрации напряжения, используя вращающиеся валы на верхних и нижних приспособлениях.

Экстензометр
Хотя экстенсенметры не требуются стандартом, для наиболее точных и повторяющихся результатов рекомендуется измерение деформации. Измерение деформации на основе перемещения перекрестки может быть менее точным из -за удлинения образца вне длины датчика. Экстреметры с длинными путешествиями XL предназначены для работы для эластомерных материалов, а также могут использоваться с помощью разрыва образца. Регулируемая сила зажима на краях ножа уменьшает преждевременный сбой образца. Этот экстензометр может измерять деформацию до 3000% от длины датчика всего на один дюйм.
Незаконтрирующий экстензометр, такой как стандартный или усовершенствованный видеопросензометр 2 (SVE 2 или Ave 2), является наиболее идеальным для эластомерных материалов. Он особенно подходит для образцов, которые являются хрупкими или требуют камеры окружающей среды для тестирования. Неконтактные видеопрофессионалы предлагают дополнительное преимущество снижения дисперсии результатов из-за интерференции оператора и повышения эффективности в лабораториях с высокими потребностями в пропускной способности.

Экологическая камера
Эластомеры, протестированные в ASTM D412, часто предназначены для будущего использования в условиях, не являющихся ямками. Поскольку условия окружающей среды оказывают большое влияние на растягивающие свойства эластомеров, необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что условия испытаний имитируют условия предполагаемого применения конечного использования. Скорость теста, температура, влажность, размеры образца и условия предварительного тестирования оказывают заметное влияние на результаты испытаний и должны контролироваться, чтобы тест создавал полезные данные. Чтобы гарантировать, что эти элементы имитируют применение конечного использования материала, ASTM D412 часто выполняется в камере окружающей среды, где можно использовать нагрев или охлаждение (LN2 или CO2).
Камеры окружающей среды позволяют операторам контролировать температуру внутри камеры на протяжении всего теста. Кроме того, время замачивания и температура могут быть установлены в Universal Bluehill, чтобы гарантировать, что все образцы подготовились соответствующим образом до начала теста.
Для лабораторий, стремящихся увеличить пропускную способность, можно внести несколько модификаций на настройку системы. Автоматические устройства измерения образцов, пневматические рукоятки и устройства выравнивания образцов повышают эффективность теста за счет сокращения количества ручного входа, необходимого от оператора тестирования. Тем не менее, время тестирования на ASTM D412 зависит от ожидаемого удлинения образца и не может быть сведено к минимуму. Для материалов с высокой пластичностью продолжительность теста потребляет большую часть общего цикла испытаний. В этих случаях тестовые рамки с несколькими станциями могут обеспечить наилучшую пропускную способность, поскольку оператор может выполнять до 5 тестов одновременно.
Полностью автоматизированные тестовые системы также доступны и предназначены для включения измерения образцов, загрузки образцов, тестирования и удаления. Эти системы могут работать в течение нескольких часов, не требуя какого -либо взаимодействия оператора. Кроме того, эти системы помогают уменьшить изменчивость из -за человеческой ошибки.
Любой, кто планирует провести тестирование ASTM D412, не должен рассматривать это руководство адекватной заменой для чтения всего стандарта.