ASTM D638-14《塑料拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)測試方法》國標(biāo)檢測解析

一、標(biāo)準(zhǔn)概述

ASTM D638-14是由美國材料與試驗協(xié)會（ASTMInternational）發(fā)布的，用于測定塑料拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)測試方法。該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了測試原理、試樣類型、試樣制備、試驗設(shè)備、試驗條件、測試過程、結(jié)果計算以及報告內(nèi)容等，為塑料材料的拉伸性能測試提供了統(tǒng)一、規(guī)范的指導(dǎo)。雖然該標(biāo)準(zhǔn)為美國標(biāo)準(zhǔn)，但其在國際上具有廣泛的影響力，并被許多國家和地區(qū)所采用或參考。

二、測試原理

ASTMD638-14的測試原理是沿試樣縱向主軸恒速拉伸，直至斷裂或應(yīng)力（負(fù)荷）或應(yīng)變（伸長）達(dá)到某一預(yù)定值。在拉伸過程中，測量試樣承受的負(fù)荷及其伸長，進(jìn)而計算出拉伸性能相關(guān)指標(biāo)，如拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性模量等。

三、試樣類型與制備

試樣類型：

ASTM D638-14標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了五種標(biāo)準(zhǔn)試樣類型，分別為Type I、Type II、Type III、TypeIV和Type V。這些試樣類型適用于不同厚度和形狀的塑料材料，以及不同的測試需求。

Type I試樣為標(biāo)準(zhǔn)試樣，適用于大多數(shù)塑料，推薦用于厚度7mm以下的塑料。

Type II試樣為小型試樣，適用于有限材料量或薄片材料。

Type III試樣為更小尺寸的試樣，適用于極限材料使用情況。

Type IV試樣為更寬的試樣，用于薄膜或柔性塑料。

Type V試樣為微型試樣，適用于少量材料，如微注塑制品。

試樣制備：

試樣應(yīng)通過模塑、層壓或其他適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ苽?，確保試樣表面平整、無缺陷，并符合規(guī)定的尺寸要求。

試樣制備過程中，應(yīng)避免產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力、裂紋或其他缺陷，以免影響測試結(jié)果。

對于需要機(jī)加工的試樣，應(yīng)確保機(jī)加工后的試樣尺寸和形狀符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

四、試驗設(shè)備

拉伸試驗機(jī)：

應(yīng)選用符合ASTM D638-14標(biāo)準(zhǔn)要求的拉伸試驗機(jī)，能夠提供恒定的拉伸速度和拉伸力。

試驗機(jī)的Zui大載荷能力應(yīng)至少為材料預(yù)期Zui大抗拉強(qiáng)度的10倍，以防止試驗過程中試驗機(jī)損壞。

試驗機(jī)應(yīng)配備適當(dāng)?shù)膴A具，用于固定和拉伸試樣，確保試樣在拉伸過程中的穩(wěn)定性和均勻性。

引伸計：

引伸計用于測量試樣在拉伸過程中的變形量，其精度和分辨率應(yīng)滿足試驗要求。

對于需要測量泊松比的試驗，應(yīng)使用雙軸夾式引伸計。

其他設(shè)備：

包括測量樣品尺寸的卡尺、測量力值的彈簧測力計、測量位移的千分尺等。

對于需要在特定溫度條件下進(jìn)行試驗的，還應(yīng)配備恒溫水浴或恒溫箱等溫度控制設(shè)備。

五、試驗條件

環(huán)境條件：

試驗應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下進(jìn)行，即溫度（23±2）℃，相對濕度（50±5）%RH。

如需在高溫或低溫下進(jìn)行試驗，應(yīng)按照有關(guān)方面的商定進(jìn)行，并確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

拉伸速度：

根據(jù)材料類型和測試需求，選擇合適的拉伸速度。ASTMD638-14標(biāo)準(zhǔn)推薦了不同的拉伸速度范圍，如剛性塑料的拉伸速率通常為5mm/min，高延展性塑料的拉伸速率通常為50mm/min。

在試驗過程中，應(yīng)保持拉伸速度的恒定，避免速度變化對測試結(jié)果的影響。

六、測試過程

試樣安裝：

將試樣固定在拉伸試驗機(jī)的夾具中，確保試樣的軸向與拉力中心線重合，以防止發(fā)生滑移。

調(diào)整引伸計的位置，使其能夠準(zhǔn)確測量試樣的變形量。

預(yù)處理：

將試樣放置在恒溫環(huán)境中至少2小時（或按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的時間），使試樣溫度與試驗環(huán)境溫度達(dá)到平衡。

對于需要消除內(nèi)部應(yīng)力的試樣，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，如退火處理等。

加載測試：

啟動拉伸試驗機(jī)，以恒定的速度拉伸試樣，同時記錄載荷和位移的變化。

觀察試樣的形變情況，記錄彈性形變、塑性形變和斷裂等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

繼續(xù)施加荷載，直到試樣完全斷裂，并觀察斷裂情況。

七、結(jié)果計算

根據(jù)測試所得的應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)公式計算拉伸性能相關(guān)指標(biāo)，如：

拉伸強(qiáng)度（σ）：

計算公式為：σ=AF，其中σ為拉伸強(qiáng)度（MPa），F(xiàn)為試樣承受的負(fù)荷（N），A為試樣的原始橫截面積（mm2）。

屈服強(qiáng)度（σy）：

試樣發(fā)生屈服現(xiàn)象時的Zui小應(yīng)力值（MPa）。

斷裂伸長率（εb）：

計算公式為：εb=L0Lf?L0×，其中εb為斷裂伸長率（%），Lf為試樣斷裂時的標(biāo)距長度（mm），L0為試樣的原始標(biāo)距長度（mm）。

彈性模量（E）：

計算公式為：E=ΔεΔσ，其中E為彈性模量（MPa），Δσ為應(yīng)力變化，Δε為應(yīng)變變化。在彈性形變范圍內(nèi)，樣品的應(yīng)力與應(yīng)變之比。

八、報告內(nèi)容

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)編制報告，報告應(yīng)包含以下內(nèi)容：

試驗樣品信息：

包括樣品編號、種類、尺寸等信息。

試驗條件：

包括試驗溫度、濕度、拉伸速度等條件。

試驗結(jié)果：

包括拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率、彈性模量等指標(biāo)的數(shù)值及圖示。

結(jié)果分析：

對試驗結(jié)果進(jìn)行簡要分析，評估材料的拉伸性能。

如需要，可對不同材料或不同條件下的試驗結(jié)果進(jìn)行比較分析。