D412硫化橡胶热塑性橡胶和热塑性弹性体抗拉试验方法1Word文档下载推荐.docx

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3．1．4张力：

拉伸试样所用的力（D1566）

3．1．5固定伸长力时的张力：

将试样断面均匀一致的部分拉到---给定伸长率所需的第力（D1566）

3．1．6热塑性弹性体：

橡皮类材料的一个分支，与传统的硫化橡皮不同，具有象热塑性材料一样的加工性能和再使用性能

3．1．7最大伸长率：

试样被拉断的伸长率

3．1．8屈服点：

张力—变形曲线上的一点（拉断处除外），此时张力随变形的变化率经过一零值，并可能变为负值。

（D1566）

3．1．9屈服变形：

屈服点处的变形水平（D1566）

3．1．10屈服张力：

屈服点处的张力（D1566）

4．试验方法概述

4．1拉伸性能的确定，从由试验材料所取样品着于，包括试样的准备和试验,试样可以为具有均匀截面的哑铃片、环状或直线状样品。

4．2测定张力、给定伸长率时的张力、拉力强度、屈服点和最大伸长率时应在一未受过力的作用的试样上进行。

张力、屈服点、拉伸强度以具有均匀横断面的试样的初始横截面积来计算。

4．3测定残余变形是将一未受过力的作用的试样进行拉伸并按规定程序让其收缩后进行测定的，拉断伸长率的测定方法也是一样。

5．意义和用途

5．1所有被这些试验方法所覆盖的材料和产品都必须经受一适当的张力。

这些试验方法满足测定此张力特性，然而在实际应用中产品需要大范围的潜在性能，仅一项拉伸性能可能不能反应出产品的最终使用性能。

5．2拉抻性能依赖于材料和试验条件（拉伸速度、温度、湿度、试样尺寸、预备调整等）；

因此只有在同样的试验条件下，材料方可作比较。

5．3温度和拉伸速度可能对拉伸性能有大的影响，所以应加以控制。

这些影响因所试验的材料不同而变化。

5．4残变表示变形的残余部分，在试样经过拉抻和收缩后，它的一部分是永久的，一部分是可恢复的。

因此，必须控制拉伸和恢复（以及其它试验条件）的时间期限，以获得有可比较性的结果。

6．设备

6．1试验机：

拉力试验机为电动，可在750mm（30in）范围内使夹具以500±

50mm（20±

2in）的均匀速度分开（注1），试验机应有一合适的测力计，指示或记录系统以测出实际拉力，精度为±

2%以内。

如果试验时测量范围不能改变（例如振动式测力计），拉断时的拉力测定应在满刻度=2%以内，测出的最低拉力精确到10%以内，如果是补偿式测力计，直接测定张力时，应提供工具以调节样品的截面积，记录器反应要灵敏，样品拉断时的拉力测出值应达到要求的精度，如果试验机没有记录器，必须提供一仪器以指示样品拉断时的最大拉力，试验设备应能测定样品的伸长率，其最小增长率为10%。

注1：

可以使用1000±

100mm/min（40±

4in/min）的拉伸速率，但在报告中应注明。

在有争议的情况下，应以500±

50mm/min（20±

2in/min）的速度重新试验。

6．2高、低温试验箱：

试验箱应符合如下要求

6．2．1夹具、试样处空气流速为1-2m/s（3.3~6.6ft/s），温度在规定温度值的2℃（3、60F）范围内

6．2．2在夹具附近应有一经校准过的检测器，以测定其实际温度。

6．2．3试验、试验箱应有一通风孔通向排气系统或通向外面大气，以排除高温下产生的烟气。

6．2．4夹具附近应有装置以供试验前调整试样至垂直状态，除非因空气流动导致的偶然接触，试样相互间或试样与试验箱间不得接触。

6．2．5应使用适合于高、低温下的快速夹具，以便在最短的时间内将哑铃度样或直线试样夹好，减小箱内温度的变化。

6．2．6测力计应适合于试验温度，否则应与试验箱间绝热。

6．2．7应提供一装置能在箱内测定伸长率，如果用尺测量标记间的距离，在样品的拉伸过程中尺应与夹具的走向平行，并能在箱外进行操作。

6．3带表千分尺：

带表千分尺应符合D3767（方法A）的规定，对于环形样品，见本试验方法14.10条。

6．4拉伸残变测定装置：

可使用6.1条描述的试验机或与图1相似的装置。

应提供一停表，它以分为记时单位，最少可记30分。

应提供一精确为1%的尺或其它设施以测定拉伸残变。

7．试样的选择

7.1选择试样应考虑以下因素：

7．1．1由于试样加工或准备时的流动过程产生的非均质性或结晶方向性对拉伸性能有影响，当知道其结晶方向后，制造哑铃片或直线试样的刀口方向应平行于此结晶方向，环形试样一般给出一平均结果。

7．1．2除非另有规定，热塑性橡皮或热塑性弹性体试样，应由注压成型的片子制取，片子厚3.0±

0.3mm。

其它厚度的试样不一定能得出相当的结果。

对试样进行与其流向平行和垂直两面个方向的试验，试片必须具有这两个方向性。

7．1．3通过夹具的分离可测出环形试样的伸长率，但试样径向的伸长率数据不稳定。

为减小这方面的影响，环形试样的宽度应小于其直径。

7．1．4拉伸试验过程中，直线试样在夹具内容易断，因此除非其它型式的试样不易准备，否则应尽量不用直线试样。

如要获得不断裂下的拉伸或材料的指数性能，直线试样很有用处。

7．1．5试样的尺寸取决于材料、设备、待试验的样品或片子。

对于最大伸长率较小的橡皮，其试样长度应较大，以提高伸长率的测定精度。

8．试验设备的标定

8．1按照方法E4中的A进行标定试验设备。

如果测力计是应变测量型的，在方法E4的7和8节要求的基础上，用一种或多种拉力标定试验机，对于有振动测力计的试验机应按如下方法标定：

8．1．1将哑铃片的一端放入试验机的上夹具内。

8．1．2将下一夹具拉出来，并夹在哑铃片上。

8．1．3将下一夹具的下端挂一钩子。

8．1．4将一已知重量的重物悬挂在钩子上，并使其能暂时稳定下来（注2）。

8．1．5象正常试验一样，开动使夹具分开的电机或机械，直至重物自由地悬挂起来。

8．1．6如果指示器不能正确地指示规定范围内的力的大小（补偿型试验机不能正确指示与张力相当的值），应彻底检查试验机是否有故障（如轴承或其它运动部件磨损过多），所挂重物重量应包括下一夹具和钩子重量。

8．1．7排除了磨损或其它故障后，重新标定试验机。

标定时，至少使用三种力，分别大约为测定范围的10%、20%和50%。

如在日常试验时使用了爪子或齿轮等，标定时也用上。

首先，通过使用爪进行标定，以检查磨损情况。

注2：

最好提供一种方法，以防在哑铃片被拉断时，重物掉到地上。

8．2使用一弹簧校准仪可快速近似标定试验机。

9．试验温度

9．1除非另有规定，标准试验温度为23±

2℃（73.4±

3.60F）,当试验温度为23℃（73.40F）时,试样至少应在此温度下预置3h。

如果材料受湿度影响，试验前应在维持相对湿度50+5%的条件下，让试样预置至少24h，如果需要按其它温度条件试验，应按D1349提供的温度进行。

9．2如果试验温度高于23℃（73.40F），按方法A时试样应预热10±

2min，按方法B时，试样应预热6±

2min（注3），每个试样放进烘箱时，从起始计时，以便一系列试样中的每一个试验时间相同。

较高温度下的预热时间应加以限制，以防附加的硫化或热老化作用。

注3：

当试验温度不是23℃（73.40F）时，试验时除要注意其它问题外，应戴适当的防热或防寒手套以保护手臂。

高温试验时最好戴上面罩，以防开烘箱门时，吸入了毒性气体。

9．3试验温度低于23℃（73.40F）时，试样应在此温度下预置至少10min。

试验方法A：

哑铃、直线试样

10．设备

10．1冲模：

制备哑铃试样用的冲模其形状和尺寸如图2所示。

缩小部分的内表面应与由切边组成的平面垂直，并且磨光，切边间距离至少5mm（0.2in），冲模必须始终锋利无缺口（注4）。

注4：

必须小心地维护刀口。

刀口的日常维护可采用金刚石磨石进行维修，冲模的好坏可通过检查试样断裂处来进行判定。

将拉断的试样从夹具中取出，接合断裂口放好。

把各拉断的试样按此方法放好并将端部对齐，观察各试样的断裂是否趋于发生在同一位置。

如果断裂都发生在同一位置，表明冲模此处可能钝了、有缺口或弯曲。

10．2基准标志线：

试样上用于测定伸长率或拉伸的两条标记称为“基准标志”（注5）。

基准标志线由一平板和两个凸起的平行块组成。

两个凸块表面（与平板平行），光滑且在同一平面。

凸块的标记面宽0.05~0.08mm（0.002~0.003in）,长度不小于15mm（0.6in），两条平行的标志线表面与凸块边缘夹角不小于7５0。

两凸块的中心距或标志线表面间的距离与要求距离或基准标志距离误差不超过1%。

通常在背面或顶部还有一手柄。

注5：

如果使用了自动伸长测定器以测其伸长率，则无需用基准标志。

10．3涂油墨装置：

使用一不易变形的平面（硬木、金属或塑料）为基准标志线提供油墨或粉。

油墨或粉可附在试样上，对试样无腐蚀作用，与试样间应有鲜明的对比颜色。

10．4夹具：

试验机有两个夹子，其中一个与测力计连接。

10．4．1夹具应能自动夹紧哑铃试样，在被夹表面上产生一均匀压力，此压力随着拉伸的进行而增加，以防试样打滑，且便于对试样缩小的直线部分夹不紧，具有稳定压力的气动夹效果较好。

建议在各个夹子的未端装一定位装置，以便试样在夹具里插入的深度一样，且插入方向与拉拔方向成一直线。

10．4．2用于试验直线试样的夹具应为稳压气动，楔形或曲臂形，以便将夹具上的力传输到被夹试样的整个宽度上。

11．试样

11．1哑铃试样：

试样应尽可能注塑成型或由一平面割成，比平面厚度为1.3mm（0.05in）~3.3mm（0.13in）,且尺寸能满足按一种标准方法（见D3182）制取试样。

平面样品可直接加工而成，也可从产品上割下再磨光而成。

如由产品制成，试样表面不能有粗糙、纤维层等现象，应符合方法D3183规定。

除非另有规定，所有的试样应割制而成，长度方向应与样品的结晶取向相平行。

当制试样的平面是按D3182制成时，试样厚度应为2.0±

0.2mm（0.08+0.008in）,冲切方向与结晶取向一致。

使用图2中C模制取试样时（除非另有说明），一次冲击（用手或设备）以保证切割面光滑。

11．1．1哑铃试样做标志：

哑铃试样应使用10.2描述的基准标志线做标志,试样在做标志过程中应不受张力作用。

两条标志线应在试样的缩小部分上，距中心距离相等，且与长度方向垂直，两标志线间距离如下：

如图2中的C或D模时，距离为25.00±

0.25mm（1.00±

0.01in）；

如图2中的其它任何冲模时，距离为50.00±

0.5mm（2.00±

0.02in）。

11．1．2哑铃试样厚度测量：

厚度应测量三个点，一点在中间，另二点在二边缩小部分的端部。

平均值即作为厚度值，用于计算试样的横截面积。

试样的最厚处厚度与最薄处厚度之差超过0.08mm（0.003in）时,应丢弃不用。

试样的宽度即为冲模缩小部分的两刀边间的距离。

11．2直线试样：

当制备哑铃试样或环形试样不可能时，可制做直线试样，例如样品为一条窄带，细管或窄的电绝缘材料时。

试样应足够长，能够插入试验夹具内。

应象11.1.1条描述的哑铃试样那样在试样上标出基准标志线。

为求得管状试样的截面积，需要知道它的质量、长度和密度。

计算方法如下：

A=M/DL

（1）

此处：

A：

截面积cm2

M：

质量g

D：

密度g/cm3

L：

长度cm

注6：

A用in2表示时=A（cm2）0.155

12.试验过程

12.1拉力、拉伸强度和屈服点的确定：

将哑铃或直线试样放入试验机的夹具内，小心地调好试样，使拉力能均匀分布在横截面上。

这样可避免复杂化导致影响最大强度的计算。

除非另有规定，夹具分开的速度应为500±

2in/min）（注7）。

启动试验机，注意标志线间距离，小心防止视差，记录在规定伸长率和断裂时的拉力。

测定伸长率最好使用一伸长测定仪，一个自动记录器或一台火花机。

测量并记下断裂时的伸长率，精确到10%，计算方法见13节。

注7：

当拉伸速度为500±

2in）时，如果伸长率在20%下材料有一屈服点（屈服变形），拉伸速率应减为50±

5mm/min（2.0±

0.2in/min）。

如果伸长率在20%下材料仍有一屈服点（变形），拉伸速度应减为5±

0.5%mm/min（0.2±

0.002in/min）,在报告中应注明实际拉伸速率。

12．2残余变形的确定：

将试样放入6.1条或图1描述的试验机的夹具内，调节平衡，使拉力在横截面上均匀分布，使夹具尽可能匀速拉伸，并使在15s达到规定的伸长率，保持试样在规定的伸长率下停10min，迅速松开但不让试样弹回，停放10min，10min结束时立即测量基准标志线间距离，精确到原始距离的1%。

使用一停表进行操作。

计算方法见13节。

12．3断裂残余变形的确定：

拉力试验过程中，试样被拉断10分钟后，小心地将拉断的两片从断裂处拼好。

测基准标志线间的距离。

13．计算：

13．1计算任一规定伸长率下的拉伸强度：

T（xxx）=F（xxx）/A

（2）

T（xxx）：

伸长率为（xxx）时的拉伸强度，Mpa（Ibf/in2）

F（xxx）：

规定伸长率下的拉力，MN或（Ibf）

A：

试样未拉前的截面积，m2（in2）

13．2计算变形应力：

Y（应力）：

=F（y）/A（3）

Y（应力）：

变形应力，发生变形处应力，Mpa（lbf/in2）

F（y）：

发生变形处力的大小，MN（lbf）

试样未拉伸前的截面积，m2（in2）

13．3同拉伸或伸长率值一样，计算随着拉伸进行，拉伸应力变化率到达零时的屈服变形。

13．4计算拉伸强度：

TS=F（BE）/A（4）

TS：

拉伸强度，断裂时的应力，Mpa（lbf/in2）

F（BE）：

断裂时拉力大小，MN（lbf）

试样未拉抻时的截面积，m2（in2）

13．5计算伸长率（任意拉伸长度时）：

E=100[L-L（0）]/L（0）（5）

E：

伸长率%（相对起始基准标志距离）

被拉伸试样标志线间距离

L（0）：

基准标志线间起始距离（L与L（0）单位相同）

13．6当L等于试样断裂时两标志线间距离，就可计算出断裂或最大伸长率。

13．7用么式（5）可计算出残余变形，此时L为经过10分钟回缩后标志线间距离。

13．8试验结果：

对于定期试验，上述所有持性其试验结果应为三次测试值的平均值。

有两种例外，它们的试验结果应为五个试样测试值的平均值。

13．8．1第一种例外：

当三个测定值中有一个或二个结果不符合规定要求。

13．8．2第二种例外：

仲裁试验

试验方法B----制取环形试样

14．设备

14．1刀具：

一种典型的刀具如图3。

将刀具轴杆的上部放进一转动外壳，此外壳能降到一被橡皮夹盘（如图4）固定的平板上，即可由此平板割出环形样品。

14.1.1刀片深度计：

它由一圆柱形盘组成。

厚度至少为0.5mm（0.02in），大于将要被割的橡皮厚度，直径小于试样的内径。

用于调节刀片从刀具凸出部分的多少（图3）。

14．2橡皮夹盘：

取样过程中用于固定平板。

上下两下平面应平整且相互平行，应由硬质合成材料制成（硬质橡皮、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯），盘子中间部分应有许多直径约1.5mm（0.06in），间距6或7mm（0.24或0.32in）的孔。

所有这些孔都与---中心内腔连通，内腔有一负压，以使平板在大气压的作用下固定下来。

图4设计了一套装置，用于取样时装标准平板（约150X150X2mm）。

14．3负压的产生：

真空泵等设备，可使夹板的中央空腔维持一低于10Kpa（0.1atm）的绝对压力。

14．4肥皂溶液：

试样平面上应加些中度肥皂液以润滑割刀。

14．5刀具转子：

应使用一精密钻床或其它适当的机器，它能在取样时使割刀不低于角速度30弧度/S（约300转/min）的速度转动。

刀具转子设备应放在一水平面上，并有一垂直支柱，可为带动锭子和刀具的轴杆定向。

转动锭子偏离不超过0.01mm（0.004in）。

14．6指示台：

应提供一转台或能沿X—Y方向运动的设备，能参照刀具转动设施的锭子为试样平面和夹具定位。

14．7拉力试验机：

应提供如6.1条描述的设备。

14．8试验固定装置：

为试验环形试样，应提供图5所示的固定装置。

试验机应按第8节讲的进行校准。

14．9试验箱：

如6.2条规定，应提供一高、低温试验箱。

14．9．1如14.8规定的固定装置可满足非室温下试验用。

但在极端温度下，应提供一适当的润滑剂以润滑锭子轴承。

14．9．2测力计应适应于试验温度或对烘箱绝热。

14．10带表千分尺：

应提供一符合D3767规定的带表千分尺。

14．10．1用于测定径向宽度的千分尺，基本组成为其上的圆柱平面（轴向水平放置），长不小于12mm（0.5in），直径15.5±

0.5mm（0.61±

为适应接近圆柱直径的15.5mm（0.61in）的小直径圆环，且避免圆环放置于圆柱上被拉伸，应沿中心线将圆柱的下半部截掉，即成为一半圆柱体。

这样可保证将小圆环放于圆柱的上表面而不存在装配问题。

在表千分尺滑杆未端可使用一曲脚以适应于弯曲的圆环形状。

15环形试样

15.1ASTM环形：

可使用两种型式的环形试样。

除非另有规定，应使用第1种环形试样。

15．1．1环形尺寸：

1型mmin

周长（内）50.0±

0.012.0±

0.004

直径（内）15.92±

0.0030.637±

0.001

径向宽度1.0±

0.010.040±

0.0004

最小厚度1.00.040

最大厚度3.30.13

2型

周长均值100.0±

0.24.0±

直径（内）29.8±

0.061.19±

0.0001

径向宽度2.0±

0.020.08±

0.0008

最小厚度1.00.04

最大厚度3.30.13

15.2ISO环形试样：

ISO37中标准尺寸和小尺寸的环形试样尺寸如下（mm）。

这些环形试样的特定试验过程见ISO37。

标准尺寸小尺寸

直径（内）44.6±

0.2mm8.0±

0.1mm

直径（外）52.6±

0.2mm10.0±

厚度4.0±

0.2mm1.0±

15．3由管制做环形试样：

环形试样的尺寸依赖于管的直径和壁厚，符合产品规定。

15．4环形试样的准备：

将刀放入刀具的槽内，用刀具深度计调节刀子的深度。

将刀具放入钻台，调节锭子或台，使刀夹的底部比夹板表面约高出13mm（0.5in）。

将顶部设置在锭子垂直行程上，使割刀的尖端正好穿透板表面。

将平面试样放在夹板上，使空腔内气压降到10kpa（0.1atm）及以下。

用中度肥皂溶液润滑试样表面。

匀速降低割刀至不能降为止。

确保刀的夹子不接触试样表面。

需要时，应重新调整刀的深度。

将锭子返回到原位，重复操作另一试样。

15．5由管制做环形试样：

将管放在一通常比管子内径略大的圆筒上。

旋转车床上的圆筒和管。

用固定在车床上的刀或剃刀割环形试样直到轴向长度满意为止。

将薄壁管放平，用冲模或带有两平行刀片的机械割制环形试样。

15．6环形尺寸测量：

15．6．1周长：

内周长可用一塔轮或“过—不过”验规来测量。

张力不要超过克服环形试样具有的扁现象所需的力。

平均周长通过将内周长加上径向宽度与π（3.14）的乘积即得。

15．6．2径向宽度：

使用14.10描述的千分尺在围绕圆周上三处测量径向宽度。

15．6．3厚度：

对于割制环形试样，由环内部割成的盘厚度用D3767描述的千分尺测量。

15．6．4截面积：

截面积由测得三组径向宽度和厚度的平均值计算而得。

对于薄壁管，由轴向长度与壁厚来计算截面积。

16．试验过程：

16．1拉力、拉伸强度、断裂（最大）伸长率、屈服点的确定：

在试验环形试样时，用适当的润滑剂如矿物油对锭子表面润滑。

选择一种已有文献证明其对被试材料无负作用或影响。

锭子中心的起始距离的设置根据下列公式计算并调整而定：

IS=[Ｃ（TS）-Ｃ（SP）]/2（6）

此处：

IS：

锭子中心起始距离，mm（in）

Ｃ（TS）：

试样周长，对1型试样指内径，对2型试样指平均直径mm（in）

Ｃ（SP）：

单个锭子周长，mm（in）

除非另有规定，锭子分离速率应为500±

2in/min）（注7、8）。

启动试验机，记录力的大小和相应的锭子间距离。

断裂时，测量并记下最大（断裂）伸长率和拉伸强度。

计算方法见第17节。

注8：

当使用小ISO环形试样时，锭子分离速率应为100±

10mm/min（4±

0.4in/min）。

16．2非标准温度下的试验：

使用6.2节描述的试验箱，注意看注2所述事项，如试验温度超过23℃（73.4°

F），在此试验温度下预热试样6±

2min，如试验温度低于室温，在此试验温度下预冷却试样至少10min。

按D1349规定设定试验温度。

按9.2规定的间隔将试样放入试验箱。

17．计算

17．1除了一个重要的例外，环形试样拉伸性的计算大体上与哑铃试样和直线试样相同。

环形试样在拉伸过程中，张力（或拉伸）在横截面中分布不均匀（从左往右看）。

环内初始尺寸（周长）小于环外初始尺寸（周长），因此拉伸夹具内侧的拉伸（或张力）比外侧的大。

17．2在计算某一伸长率（拉伸）和断裂（最大）伸长率下的张力时，应考虑如下项目。

17．2．1一定伸长率下的张力：

由环的平均周长来确定伸长率。

理由是平均周长最能体现环的两边的平均拉伸。

17．2．2最大（断裂）伸长率：

由环内周长计算，因为它代表了环两边的最大拉伸（张力）。

此处最可能发生断裂。

17．3按13.1中的公式2计算某一伸长率下的拉力。

17．3．1在13.1中公式2中计算张力所用的伸长率按下式计算。

E=200[L/MC（TS）]（7）

伸长率（特定值），%

特定伸长率下夹具间距离增加值，mm（in）

MC（TS）：

试样平均周长，mm（in）

17．3．2将公式7重新排列，可求出特定伸长率下夹具间距离的变化：

L=EMC（TS）/200（8）

17．4用13.2中公式3可计算变形应力

17．5按13.3计算变形拉伸。

因为变形拉伸可被看作为任一材料的