ASTM D412 متداول ترین استاندارد برای تعیین خصوصیات کششی لاستیک و الاستومرهای ترموپلاستیک Vulcanized (Thermoset) است. از ترکیبات موجود در این خانواده برای ایجاد طیف گسترده ای از کالاهای مصرفی مانند لاستیک ، فوتبال و نوارهای لاستیکی استفاده می شود. این خانواده همچنین مواد بسیار تخصصی مانند حلقه های O را در شاتل های فضایی تولید می کند ، که باید در شرایط محیطی شدید قابل اعتماد باشند.
این راهنما برای آشنایی شما با عناصر اصلی یک تست کششی ASTM D412 طراحی شده است و مروری بر تجهیزات تست مواد ، نرم افزارها و نمونه های مورد نیاز ارائه می دهد.

ASTM D412 خاصیت ارتجاعی یک ماده را در حالی که تحت فشار کششی قرار می گیرد ، و همچنین رفتار آن پس از آزمایش هنگامی که دیگر مواد استرس نداشته باشد ، اندازه گیری می کند. ASTM D412 بر روی یک دستگاه تست جهانی (که به آن دستگاه تست کششی نیز گفته می شود) با سرعت 50 ± 500 میلی متر در دقیقه انجام می شود تا نمونه از بین برود. اگرچه ASTM D412 بسیاری از خواص کششی مختلف را اندازه گیری می کند ، اما موارد زیر رایج ترین است:
استحکام کششی - حداکثر استرس کششی که در کشش یک نمونه برای پارگی اعمال می شود.
استرس کششی در یک کشیدگی معین-استرس مورد نیاز برای کشش مقطع یکنواخت یک نمونه آزمایش به یک کشیدگی معین.
کشیدگی نهایی - کشیدگی که در آن پارگی در استفاده از استرس کششی مداوم رخ می دهد.
مجموعه کششی - پسوند باقیمانده پس از کشش نمونه کشیده شده و اجازه می دهد به صورت مشخصی که به عنوان درصد از طول اصلی بیان شده است ، جمع شود.
لطفاً توجه داشته باشید که ASTM D412 برای آزمایش الاستومرهای سخت و کم حرکت مانند Ebonite صدق نمی کند. کسانی که نیاز به آزمایش Ebonite و پلاستیک های سخت دارند باید به ASTM D638 مراجعه کنند.

بیشتر آزمایش ASTM D412 بر روی یک دستگاه تست جهانی Tabletop با انواع لوازم جانبی انجام می شود که می تواند برای انجام درست تست مقاومت تنش ASTM D412 برای الاستومرها و لاستیک پیکربندی شود.
یک بسته استاندارد شامل یک سیستم تست سری 3400 ، یک اکستانسومتر مسافرتی طولانی XL و یک جفت دستمال غلتکی دستی است. این سیستم برای شرکت های تولیدی کوچک تا متوسط ​​الاستومر یا برای کسانی که اولین سیستم D412 خود را خریداری می کنند بسیار عالی است. یک سیستم پیشرفته تر و کارآمدتر ، سیستم تست سری 6800 با یک اکستنسومتر ویدیویی AVE 2 و یک جفت از عملکرد جانبی پنوماتیک سری 2712 با یک کیت هوای پیشرفته است. این سیستم استاندارد جهانی برای تولید کنندگان تایر و تولید کنندگان بزرگ الاستومر چند ملیتی است. برای مشتریانی که نیاز به توان بالایی دارند ، سیستم های آزمایش پاسخ هستند و می توانند به طور همزمان پنج نمونه را آزمایش کنند. یک نمونه آزمایش ASTM D412 نمونه در زیر مشاهده شده است.
نرم افزار با یک ماژول برنامه رایگان پس از خرید ارائه می شود. در داخل هر ماژول برنامه روشهای آزمایشی از پیش تنظیم شده و اسناد پشتیبانی برای کمک به آزمایش به استانداردهای مختلف ، از جمله ASTM D412 برای کسانی که ماژول الاستومر را انتخاب می کنند ، هستند.

نمونه ها
ASTM D412 بسته به نوع نمونه ، دو روش برای آزمایش را توصیف می کند. لطفاً توجه داشته باشید که این دو روش آزمایش نتایج یکسان را تولید نمی کنند. روش تست A از نمونه های شکل "دمبل" یا "سگ" استفاده می کند ، در حالی که روش تست B برای نمونه های حلقه ای شکل طراحی شده است. روش تست A بیشتر از روش آزمایش استفاده می شود. نمونه های سگ باید از یک ورق یا پلاک قالب تزریق بریده شوند. جهت اکسترود کردن ورق در آن مهم است زیرا یک الگوی دانه ظریف در مواد تولید می کند. برای قوام ، تمام نمونه ها باید با قسمت طول به موازات دانه برش داده شوند.

اندازه گیری نمونه
برای آزمایش ASTM D412 و دو نوع مجاز از نمونه های حلقه برش ، شش نوع مجاز از نمونه های سگ وجود دارد. متداول ترین شکل آزمایش شده یک نمونه سگ بریده شده با برش C ، که خواستار طول کلی 115 میلی متر (طول سنج 25 میلی متر) ، عرض 6 میلی متر و ضخامت 3 میلی متر است. ضخامت نمونه باید سه بار اندازه گیری شود که مقدار متوسط ​​آن مقدار پذیرفته شده است.
برای اطمینان از مطابقت با استاندارد ، تمام نمونه های مورد استفاده برای آزمایش ASTM D412 باید مطابق با ASTM D3767 با میکرومتر اندازه گیری شوند. ویژگی دستگاه اندازه گیری خودکار نمونه در BlueHill® Universal به اپراتورها اجازه می دهد تا حداکثر دو میکرومتر یا دستگاه اندازه گیری را به رایانه وصل کنند و داده ها را مستقیماً به نرم افزار وارد کنند. این احتمال خطاهای ورودی اپراتور را از بین می برد و کارآیی را افزایش می دهد.

تراز نمونه
برای آزمایش صحیح ، نمونه ها باید عمود بر چهره های فک نگه داشته شوند و روی زاویه کج نشوند. سوء استفاده از نمونه می تواند باعث ایجاد تغییرات اساسی در نتایج آزمون شود ، و باید از مراقبت های مناسب استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که نمونه ها برای هر آزمون به طور مداوم تراز شده اند.
یکی از راه های پرداختن به سوء استفاده ، استفاده از صورت فک است که نزدیک به همان عرض نمونه است و باعث می شود تنظیم بصری تراز را نسبتاً آسان کند. ساده ترین راه برای جلوگیری از سوء استفاده ، استفاده از یک دستگاه تراز نمونه ای است که مستقیماً روی اجسام چنگال سوار می شود. این یک نوار ساده است که یک نقطه توقف قابل تنظیم را فراهم می کند تا اپراتورها به راحتی ببینند که نمونه آنها به درستی تراز شده است.

چنگک
پس از محکم شدن چنگال بر روی نمونه های الاستومری در آماده سازی برای انجام آزمایش ، نیروهای فشاری ناخواسته غالباً اعمال می شوند. این نیروها اگرچه دقیقه ای هستند ، اگر به درستی درمان نشوند ، می توانند در نتایج آزمایش تداخل کنند. این مهم است که آنها پس از درج نمونه متعادل نشوند ، زیرا این امر باعث جبران نتایج می شود. نرم افزار تست مواد جهانی Bluehill را می توان برای عادی سازی نیروها در چندین نمونه برنامه ریزی کرد و هرگونه نیروی شلخته یا فشاری را حذف کرد و از نتایج مداوم بین نمونه ها اطمینان حاصل کرد. Protect Protect که در دستگاه های تست جهانی سری 6800 موجود است ، برای جلوگیری از آسیب به نمونه یا سیستم در مرحله تنظیم یک آزمایش ، قبل از تعریف محدودیت های عملیاتی یک آزمون طراحی شده است. هنگامی که روشن شد ، نمونه محافظت می کند به طور خودکار سره را تنظیم می کند تا هرگونه نیروهای ناخواسته را در حد معینی نگه دارد.
همانطور که نمونه های الاستومر کشیده می شود ، ضخامت آنها کاهش می یابد. به همین دلیل ، ASTM D412 چنگک هایی را که به طور خودکار محکم می شوند ، توصیه می کند. یک فشار مداوم و یکنواخت در چهره های فک تضمین می کند که نمونه های نازک شدن در هنگام آزمایش از چنگال خارج نمی شوند. اقدامات جانبی پنوماتیک با چهره های دندانه دار برای آزمایش الاستومرها بسیار مؤثر است. با استفاده از دستگیره های پنوماتیک ، فشار هوای ورودی به طور خودکار تنظیم می شود و باعث می شود نیروی گیربکس ثابت بماند حتی اگر ضخامت نمونه در طی یک آزمایش به طور قابل توجهی تغییر کند. یکی دیگر از گزینه های مؤثر استفاده از دستگیره های غلتکی خود تحریک کننده است که از چشمه برای فشار مداوم بر روی نمونه در هنگام آزمایش استفاده می کنند. برای کسانی که از روش تست ASTM D12 استفاده می کنند ، نمونه های حلقه O را می توان با فیکسچر حلقه O ما آزمایش کرد. این چنگک ها با استفاده از شفت های چرخان در وسایل فوقانی و پایین ، غلظت استرس موضعی را از آن جلوگیری می کنند.

زاویه سنج
اگرچه براساس استاندارد نیاز به اکستنومتر وجود ندارد ، اما برای دقیق ترین و قابل تکرار ترین نتایج ، اندازه گیری کرنش توصیه می شود. اندازه گیری کرنش بر اساس سفر کراس به دلیل کشیدگی نمونه در خارج از طول سنج ، می تواند دقیق تر باشد. اگزانسومترهای مسافرتی طولانی XL به گونه ای طراحی شده اند که برای مواد الاستومری کار می کنند و همچنین می توانند از طریق شکستن نمونه مورد استفاده قرار گیرند. نیروی بستن قابل تنظیم در لبه های چاقو باعث کاهش زودرس نمونه می شود. این اکستنسومتر می تواند فشار را تا 3000 ٪ از طول سنج تنها یک اینچ اندازه گیری کند.
یک اکستنستر سنج غیر تماسی مانند استاندارد یا پیشرفته ویدیوی ویدیویی 2 (SVE 2 یا AVE 2) ایده آل ترین برای مواد الاستومریک است. این مخصوصاً برای نمونه هایی که شکننده هستند یا برای آزمایش به یک محفظه محیطی احتیاج دارند مناسب است. اکتشافی های ویدئویی بدون تماس ، به دلیل تداخل اپراتور و افزایش کارایی در آزمایشگاه ها با نیازهای توان بالا ، سود دیگری را برای کاهش واریانس نتایج ارائه می دهند.

محفظه محیط زیست
الاستومرهای آزمایش شده تحت ASTM D412 اغلب برای استفاده در آینده در شرایط غیر آمبینی مقدر می شوند. از آنجا که شرایط محیط تأثیر زیادی بر خصوصیات کششی الاستومرها دارد ، باید مراقب باشید تا اطمینان حاصل شود که شرایط آزمایش از موارد استفاده نهایی در نظر گرفته شده است. سرعت آزمایش ، دما ، رطوبت ، ابعاد نمونه و شرایط پیش آزمون همگی تأثیرات قابل توجهی در نتایج آزمایش دارند و باید برای تولید داده های مفید کنترل شوند. برای اطمینان از این که این عناصر کاربرد استفاده نهایی مواد را شبیه سازی می کنند ، ASTM D412 اغلب در داخل یک محفظه محیطی انجام می شود که در آن می توان از گرمایش یا سرمایش (LN2 یا CO2) استفاده کرد.
اتاق های محیطی اپراتورها را قادر می سازد تا در طول مدت آزمایش ، دمای داخل محفظه را کنترل کنند. علاوه بر این ، زمان و دمای خیساندن می تواند در Bluehill Universal تنظیم شود تا اطمینان حاصل شود که همه نمونه ها قبل از شروع آزمایش به طور مناسب شرط شده اند.
برای آزمایشگاه هایی که به دنبال افزایش توان خود هستند ، می توان چندین تغییر در تنظیم سیستم ایجاد کرد. دستگاه های اندازه گیری خودکار نمونه ، دستگیره های پنوماتیک و دستگاه های تراز نمونه همه با کاهش میزان ورودی دستی مورد نیاز از اپراتور آزمایش ، بازده آزمایش را افزایش می دهند. با این حال ، زمان آزمایش ASTM D412 به کشش مورد انتظار نمونه بستگی دارد و نمی توان به حداقل برسد. برای موادی که دارای انعطاف پذیری بالا هستند ، مدت زمان آزمایش اکثریت چرخه تست کلی را مصرف می کند. در این موارد ، فریم های تست چند ایستگاه ممکن است بهترین توان را فراهم کنند زیرا اپراتور می تواند تا 5 تست را همزمان انجام دهد.
سیستم های تست کاملاً خودکار نیز در دسترس هستند و به گونه ای طراحی شده اند که اندازه گیری نمونه ، بارگذاری نمونه ، آزمایش و حذف را در خود جای داده است. این سیستم ها می توانند ساعت ها بدون نیاز به تعامل اپراتور اجرا شوند. علاوه بر این ، این سیستم ها به کاهش تنوع به دلیل خطای انسانی کمک می کنند.
هرکسی که قصد دارد آزمایش ASTM D412 را انجام دهد ، نباید این راهنما را جایگزین کافی برای خواندن استاندارد کامل در نظر بگیرد.