ASTM D638: راهنمای قطعی تست کشش پلاستیک

ASTM D638 رایج ترین استاندارد تست برای تعیین خواص کششی پلاستیک های تقویت شده و غیر تقویت شده است. با توجه به اینکه استفاده از پلاستیک در بالاترین حد خود قرار دارد، بسیار مهم است که سازندگان بتوانند استحکام مکانیکی مواد خود را به درستی بسنجند. این راهنما طراحی شده است تا شما را با عناصر اساسی تست کشش پلاستیک ASTM D638، از جمله مروری بر تجهیزات، نرم افزار و نمونه های مورد نیاز آشنا کند. با این حال، هر کسی که قصد انجام آزمایش ASTM D638 را دارد، نباید این راهنما را جایگزین مناسبی برای خواندن استاندارد کامل بداند.

ASTM D638 با اعمال نیروی کششی به یک نمونه نمونه و اندازه گیری خواص مختلف نمونه تحت تنش انجام می شود. این آزمایش بر روی یک دستگاه تست جهانی (که به آن ماشین تست کششی نیز گفته می شود) با نرخ کشش بین 1 تا 500 میلی متر در دقیقه انجام می شود تا زمانی که نمونه از کار بیفتد (تسلیم یا شکسته شود). اگرچه ASTM D638 بسیاری از خواص کششی مختلف را اندازه گیری می کند، موارد زیر رایج ترین آنها هستند:
استحکام کششی - مقدار نیرویی که می توان به پلاستیک قبل از تسلیم شدن (کشش غیرقابل جبران) یا شکستن آن وارد کرد.
مدول کشش - اینکه یک ماده چقدر می تواند در پاسخ به تنش قبل از تسلیم تغییر شکل (کشش) کند. مدول اندازه گیری سفتی ماده است.
ازدیاد طول - افزایش طول گیج پس از شکست تقسیم بر طول گیج اصلی. ازدیاد طول بیشتر نشان دهنده شکل پذیری بالاتر است.
نسبت پواسون - اندازه گیری رابطه بین میزان کشش یک ماده و نازک شدن آن در طول فرآیند کشش.

روش‌های مختلف تست برای انواع پلاستیک‌ها وجود دارد. ASTM D638 فقط برای نمونه های پلاستیکی سفت و سخت با ضخامت 1.00 میلی متر تا 14 میلی متر اعمال می شود. اگر نمونه شما یک ورق یا فیلم با ضخامت کمتر از 1.00 میلی متر است، باید با استاندارد ASTM D882 آزمایش شود. در حالی که نتایج مشابه ISO 527-2 را ارائه می دهد، ASTM D638 به دلیل تفاوت در اندازه نمونه و الزامات آزمایش، از نظر فنی معادل در نظر گرفته نمی شود. در حالی که برخی از تولیدکنندگان بزرگ چند ملیتی هر دو استاندارد ASTM D638 و ISO 527-2 را آزمایش می‌کنند، اکثر مشتریان ما بر اساس موقعیت جغرافیایی خود ترجیح می‌دهند برای یک استاندارد یا استاندارد دیگر. تولیدکنندگان آمریکای شمالی معمولاً ASTM D638 را آزمایش می کنند در حالی که تولید کنندگان در اروپا و آسیا در درجه اول استاندارد ISO 527-2 را آزمایش می کنند. مشتریان در چین به طور مساوی ASTM D638 و ISO 527-2 را آزمایش می کنند.

پنج نوع نمونه مجاز برای ASTM D638 وجود دارد که بسته به ضخامت نمونه و مقدار مواد موجود، اندازه آنها متفاوت است. رایج ترین نمونه ها نمونه های نوع I هستند که ضخامت آنها 3.2 میلی متر است و عموماً توسط قالب گیری تزریقی ایجاد می شوند. نمونه های نوع I دارای طول کلی 165 میلی متر و عرض 13 میلی متر و طول گیج 50 میلی متر هستند. نمونه‌های تخت معمولاً قالب‌گیری می‌شوند، قالب‌گیری می‌شوند، یا به شکل «سگ استخوان» یا «دمبل» ماشین‌کاری می‌شوند، که تضمین می‌کند که شکستگی در مرکز نمونه رخ می‌دهد نه در نواحی گیره. علاوه بر نمونه های مسطح، ASTM D638 همچنین امکان آزمایش لوله ها و میله های سفت و سخت را نیز فراهم می کند، که هر دو باید به شکل استخوان سگ ماشینکاری شوند. در مواردی که مواد محدود است، بسیاری از آزمایشگاه‌ها از نمونه‌های نوع IV یا نوع V استفاده می‌کنند. ابعاد مورد نیاز برای نمونه های نوع IV با ابعاد مورد نیاز برای ASTM D412 Die cut C برابر است، به این معنی که می توان از همان قالب استفاده کرد. نمونه های نوع V کوچکترین هستند و طول گیج آن تنها 0.3 اینچ است.

تمام نمونه ها باید قبل از آزمایش مطابق با ASTM D5947 اندازه گیری شوند. اکثر میکرومترهای معمولی باید برای انجام این اندازه گیری ها مناسب باشند. برای اینکه سیستم آزمایش اندازه گیری تنش را به جای اندازه گیری نیرو نشان دهد، از اپراتورها خواسته می شود که سطح مقطع (یا ضخامت و عرض) نمونه را وارد کنند، زیرا تنش = نیرو / سطح مقطع (این در واحدهای Psi، Pa، kPa، GPa، و غیره نشان داده شده است).
نمونه‌های برش‌شده یا ماشین‌کاری شده باید به‌صورت جداگانه اندازه‌گیری شوند، اما اپراتورهایی که از نمونه‌های قالب‌گیری تزریقی استفاده می‌کنند، تنها باید یک نمونه را از یک قطعه نمونه اندازه‌گیری کنند، در صورتی که ثابت شده است که تغییرات در آن تعداد نمونه کمتر از 1٪ باشد. نمونه‌های قالب‌گیری تزریقی به جای اینکه کاملاً مربعی باشند، اغلب با زاویه پیش‌کش تولید می‌شوند که باید هنگام اندازه‌گیری نمونه در نظر گرفته شود. همیشه اطمینان حاصل کنید که اندازه گیری های عرض در مرکز زاویه پیش نویس انجام می شود.
ویژگی دستگاه اندازه گیری نمونه خودکار در Bluehill Universal به اپراتورها اجازه می دهد تا حداکثر دو میکرومتر یا دستگاه های اندازه گیری را به رایانه متصل کرده و داده ها را مستقیماً در نرم افزار وارد کنند. این احتمال خطاهای ورودی را از بین می برد و کارایی را افزایش می دهد.