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1、ASTMD标准中文版本docxASTM D412 DIEC 标准中文版硫化橡胶和热塑性弹性体拉伸试验方法1简述1.1 本试验方法包括了硫化热固性橡胶和热塑性弹性体拉伸性能的评定方法。本试验方法不能用来试验硬质胶和高硬度、低伸长的材料。试验方法如下：方法 A直条和哑铃试样方法 B环形试样注 1这两种试验的结果不可比。1.2 基于 SI 或非 SI 的单位制均视为本标准的标准单位。 由于使用不同单位制的结果数值可能不同，因此不同单位应单独使用，不能混用。1.3 安全性2引用文献D 1349 橡胶规范试验标准温度D 1566 橡胶相关术语D 3182 橡胶规范制取标准混炼胶和标准硫化试片的的材料、

2、设备和操作步骤D 3183 橡胶规范从成品上制备试片D 4483 橡胶与碳黑工业种标准试验方法的测量精度规范2.2 ASTM 附件环形试样的制取，方法 B2.3 ISO 标准ISO 37 硫化或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定方法3术语3.1 定义3.1.1 拉伸永久变形试样在因一定作用下伸长后， 在作用力解除的情况下其残余的变形，以原始长度的百分数表示。3.1.2扯断永久变形将拉断后的哑铃试样以断面紧贴，测得的永久变形。3.1.3拉伸力试样拉断过程中产生的最大力。3.1.4拉伸强度拉伸试样时使用的应力3.1.5定伸应力规则截面的试样，拉伸到特定长度时产生的应力。3.1.6热塑性弹性体一种类似

3、与橡胶的材料， 但与普通的硫化胶不同， 他可象塑料一样的被加工和回收。3.1.7断裂伸长在连续的拉伸过程中，试样发生断裂时的伸长率。3.1.8屈服点在应力 -应变曲线上，在试样最终的破坏前，关于应变的应力变化的速度变为 0 并且相反的点。3.1.9屈服应变屈服点的应变的水平3.1.10屈服应力屈服点的应力的水平4方法描述4.1 测定拉伸性能的试验，首先从样品材料上裁取试样，包括制样和试验两部分。试样的外形可以是哑铃形、环形或直条形，截面形状规则。4.2 在试样未经预伸的情况下测定拉伸强度、定神应力、屈服点、扯断伸长率。对规正截面试样的拉伸强度、 定神应力、屈服点和扯断伸长率测定是基于试样的第1

4、 页共9页原始截面积。4.3 拉伸永久变形和扯断永久变形，测量试样拉伸后经按规定方法回缩后的形变。5重点与应用5.1 本试验涉及的材料或产品在实际应用过程中必须受拉伸力作用。本试验即为测定此种拉伸特性。 但拉伸性能不直接代表产品最终使用的全部情况， 因为在实际使用中产品需含盖较广的潜在使用情况。5.2 拉伸性能与材料和试验条件（拉伸速度、试验温度和湿度、试样几何外形、试验前调节情况等）有关。因此，尽在相同条件下材料的试验结果才有可比性。5.3 试验温度和拉伸速度对拉伸性能影响较显著，需严格控制。且影响随材料不同而不同。5.4 拉伸永久变形代表了试样的残余变形，他表示试样经拉伸和回缩后部分的永久

5、变形和部分的回复。因此，拉伸和回缩过程（和其他试验条件）必须受严格控制，以保证结果的可比性。6设备6.1 拉力机拉力试验机应有电力驱动机构以保证试样夹头的分离速度恒定为 50050mm/min，最小行程为 750mm（见注 1）。试验机应有一套适合的测力计和读数记录系统， 以保证测量的力偏差在 2%以内。如果试验机的量程不能改变（例如摆锤式测力计），那么试样断裂时测得力的偏差在测力计满量程的 2%，且测量的最小力的精度为 10%。如果测力计在直接测量拉伸应力时有自动补偿功能，那么在测量过程中应将其对试样结截面积的补偿功能关闭。 记录装置对力的测量速度应足够快， 并且在试样破坏的整个过程中应保证

6、需要的精度。 如果试验机没有记录装置， 那么应该有一个指示器用来指示拉伸过程中的最大力值。 试验体系中应能测量伸长，且最小的增量为 10%。注 1如果使用的拉伸速度为 1000100mm/min应在试验报告中注明。如有疑义，试验应在 500mm/min 的速度下重新进行。6.2高低温试验箱试验箱应满足以下要求：6.2.1试验箱内在夹头和轴的位置上应有环绕的热流，环绕速度为1 到 2m/s，温度保持在要求温度偏差的 2范围内。6.2.2应用校准过的测温装置在夹头和轴的附近测量实际温度。6.2.3试验箱应有排气通风装置， 以将在高温中 （试样）释放的气体排出到大气中。6.2.4 在试验前试样应垂直

7、的放置在夹头和轴附近接受调节。试样不应相互接触或与试验箱壁接触除了由环绕空气的搅动引起的瞬间的接触。6.2.5 将夹头适宜的安放以方便在高低温的环境中操作。这样在向夹头中放置哑铃或直条试样时尽可能缩短时间，以减少试验箱温度的变化。6.2.6 测力计应适宜在试验温度下工作，或则与试验箱绝热良好。6.2.7 试验箱中应配有伸长测量装置。如果用尺来测量试样标距的伸长，尺应在靠近夹头移动路径的位置平行于标距放置，并可从试验箱外进行控制。6.3 测厚计厚度计应符合规范 D 3767（方法 A ）的要求。对于环形试样，见本试验方法 14.10 条。6.4 拉伸永久变形的测量使用如 6.1 中所述或如图 1

8、 示的试验设备。秒表或其他计时装置的量程应大于 30min，尺或其他测量伸长的装置的测量精度应在1%内。第2 页共9页7试样的选取7.1 选取试样时应考虑以下及点7.1.1 在制备和处理过程中，由流动引起的材料的各向异性和取向会影响拉伸性能。因此在制备哑铃或直条形试样时， 在知道压延方向的前提下， 试样裁取的方向应平行于压延方向。对于环形试样其通常是对取向特性作出一定的平均。7.1.2 除有特别要求，对于热塑性橡胶或弹性体，试样应从厚度为 3.0 0.3mm的注射成型的试片上裁取， 由其他厚度的试样得到的试验结果物可比性。 试样应为垂直和平行成型流动方向的两组。试片或试板的大小应能满足试验要求

9、。7.1.3 对于环形试样的伸长可以夹头的分离来测量，但对于试样半径宽度上的伸长分布是不一致的。为了减少这影响，应试样宽度应小于环形试样的直径。7.1.4 用直条形小、试样作普通的拉伸试验时，试样的破坏一般发生在夹头中。因此尽当样品无法制取其他形状的样品时才使用直条形试样。 对于非破坏性的应力应变或材料模量实验，才用直条形试样。7.1.4 试样的尺寸大小取决于材料的要求、试验设备和试验用的样品试片。对于低扯断伸长率的材料，为力提高测量伸长的精度可使用较长的试样。8试验设备的校准8.1 对于测量精度型的测力计按规范 E 4 的过程 A 校准试验机，按照规范 E 4 的7 和 18 节试验校准一个

10、或多个力值点。对于摆锤式测力计按以下步骤校准：8.1.1 将哑铃试样的一端放入试验机上夹头。8.1.2 将下夹头移试验机从试验机上移开，也就是说试样的夹持机构在试验机的上夹头。8.1.3 在下夹头上安装钩子，以持试样下端8.1.4 将一个以知重量的砝码挂到钩子上，这样就可以在试样的下夹具上临时的施加一定质量（见注 2）.8.1.5 开启夹具移动的监视装置， 在普通的试验中， 保持其持续运行直到砝码自由的悬挂于试样上。8.1.6 如果圆盘或标尺（或者相当于是应力补偿的试验器）不能在规定的精度内指示力值，应彻底检查设备的故障（例如轴或其他移动部件的摩擦） 。应确定下夹头和钩子的质量也被计算在内。8

11、.1.7 在试验机的摩擦和其他故障被排除后，再对试验机进行校准，用以知的砝码在试验机满量程约 10、20 和 50%处测量三点。如果平常试验时使用棘轮和棘齿，在校准时也应使用他们。通过安装棘轮来检查摩擦。注 3应有防止砝码从试验机上掉落的装置。8.2 可用弹簧来作大致的快速校准。9试验温度9.1 除有其他规定，标准试验温度为 232。试样应至少在 23温度下调节 3小时。如果材料受湿度的影响，试验前试样应在 505%R.H的.环境中调节 24 小时以上。如在其他温度中试验应使用规范 D 1349 所列的温度。9.2 如试验在高于 23的温度中进行，对于方法 A 试样应预热 10 2min；对于

12、方法 B 应预热 62min。在每次试验间隔前，分别将试样放如试验箱，这样所有的试样会连续接受相同的预热时间。 高温下的预热试验应受严格限制， 以防止过硫和热老化。注 3警告：除其他警告外，应使用绝热、绝冷的手套以保护手不受高低温的伤害。在高温实验时应使用面罩以防止实验箱门打开时吸入有毒气体。第3 页共9页9.3 对于低温试验，试样应至少预冷 10min。试验方法 A直条和哑铃试样10 设备10.1 裁刀裁刀的外形和尺寸应符合图 2 所示。裁刀中狭窄部分的内侧应于裁刀端面面垂直， 并且至少有从裁刀端面起 5mm长的部分经过抛光。 裁刀外形应保持不变，并无缺损。（见注 4）注 4可通过观察试样断

13、裂点来确定裁刀的情况。将断裂试样从夹头上取下，沿断裂面拼合，观察试样破坏是否发生在相同的位置。 如果破坏发生在相同位置，表示裁刀在此位置可能变钝、缺损或弯曲。10.2 作标线在试样上画两条标线用来测量伸长合应变的称为作标线（见注5）。标线器应包括一个平板，平板上有两个相互平行的凸起。凸起的表面（与平板表面平行）应有狭长的平面，两个面保持在同一平面内。凸起的平面宽度为0.05 到 0.08mm长至少 15mm。平板与凸起之间的角度至少为 75o。两凸起平面中心的距离应保持在要求或目标距离偏差的 1%内。在标线器的背面或顶部应包含有一个手把。注 4如果使用接触式引伸计则无须作标线。10.3 墨线标

14、志使用一个扁平坚硬的表面（硬木、金属或塑料）来制作墨水或墨粉的标距。 墨水或墨粉应与试样粘合牢固， 不对试样产生腐蚀， 并且与试样的颜色形成对比。10.4 夹头试验计有两个夹头，一个与测力计相连。10.4.1 试验哑铃试样的夹头应有自紧装置在夹头表面产生恒定的压力，随着伸长的增加夹持力也增加以防止滑动， 并且使破坏发生在试样的狭窄部分。 恒定的气动夹头也同样适用。 在夹具的断部由一特殊部位， 可使试样塞入夹具的长度相同并且应力分布均匀。10.4.2 用于试验直条试样的夹具应有气动夹具，钳形口或栓型扣，这样可将夹具的夹持力均匀的施加在整个试样宽度上。11 试样11.1 哑铃试样只要有可能， 试样

15、应用注射成型或从厚 1.3 到 3.3mm的试片上裁取。可用一种试验方法裁取试样的厚度和尺寸（见规范 D 3182）。试片可直接制作或从成品上切割打磨制备。 如果试片是从成品上直接制备， 那么其表面不应有硬皮或织物等。根据规范 D 3183 的要求。所有试样都应是平行于试片长度方向裁取，除非有特别规定。如果试样是按规范 D 3182 制备的，其厚度应为2.0 0.2mm，并沿材料取向方向裁切。使用 C 型裁刀（图 2），用一简单的冲压装置，并保证裁切面的光滑。 .11.1.1 标注哑铃试样哑铃试样应按 10.2 中所述划标线，在划线时试样不应受张力。标线应划在狭窄部分， 与试样中心距离相等并垂

16、直与纵轴。 两标线间距离为： C 型、 D 型试样为 25.000.25mm；其它为 50.000.5mm11.1.2 哑铃试样厚度测量试样厚度应测三点，一点在中心两点在狭窄部分的两端。取三个值的中值用来计算截面积。 如试样厚度的极差大于 0.08，则该试样作废。试样的宽度可按裁刀的工作部位宽度计算。11.2 直条试样如无法从样品上裁切哑铃或环形试样则可裁切直条试样（如窄带、小管或细电绝缘材料） 。试样应足够长能塞进夹具。标距按 11.1.1 作。从管上计算试验截面积，应使用管子的质量、长度和密度。截面积按下式计算：第4 页共9页A M/DL（1）式中：A= 截面积， cm2M= 质量， gD

17、=密度， g/ cm3L= 长度， cm12步骤12.1 测定拉伸应力、拉伸强度和屈服点将哑铃试样装入试验机的夹具，注意调整试样夹持对称， 使拉力均匀分布在试样截面上。 这将避免试样的拉力被高估。除有特殊要求，否则试验速度为 50050mm/min（见注 7）。开动试验机并注意标线，防止视差的影响。 记录下特殊伸长时和试样断裂时的力值。 伸长可用引伸计、自动绘图或光学跟踪系统测量。试样断裂时的伸长率的测量精度在10%以内。计算见 13。注 8如试验速度为 50050mm/min时试样的屈服点在 20%伸长以下，试验速度可降低为 505mm/min。如试样的屈服点仍在 20%伸长以下，试验速度可

18、降低为 50.5mm/min。试样速度应记录。12.2 拉伸永久变形的测定将试样装入 6.1 所述的试验机或装置中见图 1。注意调整试样夹持对称， 使拉力均匀分布在试样截面上。 夹头分离的速度应尽量恒定，使达到规定伸长的时间为 15s，保持这一伸长 10min。10min 后立即释放载荷，使其自由回复 10min，后测量标距内的残余变形，测量精度为原始距离的1%。使用秒表记录时间。计算见 1312.3 测定扯断永久变形试样在被拉断 10min 后，小心的将试样拼合，测量其标距内的残余变形，计算见 1313 计算13.1 任何伸长下的强度计算：T(XXX) F(XXX )/ A2（ ）式中T（

19、XXX ） =在伸长（ XXX ） %时的强度， MPaF（ XXX ） =特定伸长时的应力， MNA= 试样截面积， m213.2 屈服强度计算Y( stress) F ( y ) / A（3）式中Y （ stress） =屈服强度， MPaF（ y） =屈服力， MNA= 试样截面积， m213.3 评价屈服点是在应力 -应变曲线上，在试样最终的破坏前，关于应变的应力变化的速度变为 0 并且相反的点。13.4 拉伸强度的计算TS F(BE)/ A（ 4）式中TS=拉伸强度， MPaF（ BE ） =断裂时的最大力， MNA= 试样截面积， m2第5 页共9页13.5 计算任何伸长下的伸长率

20、；E 100(L L( 0) / L( 0)（5）式中E=伸长百分率（标距内的距离） ， %L= 观察到的试样标距内距离， mmL （ 0） =试样原始标距长度， mm13.6 断裂伸长率是将试样断裂时的 L 代入 5 式计算得出。13.7 用 5 式也可计算永久变形，只要将式中的L 用 10min 后的残余变形代入即可。13.8 试验结果试验结果用用三个独立连续进行的试样的结果的中位值表示。有两中特例需进行 5 个试样的试验，并报告5 个试样的中位值。13.8.1特例 1当试验中的 1 个或 2 个试样的结果不能满足特要求的测量值。13.8.2特例 2对于仲裁性试验。方法 B环形试样14设备

21、14.1 裁刀环形裁刀如图 3 示。使用裁刀从平整的试片上裁切环形试样，将裁刀上轴的一部分安装入旋转压缩装置，该装置下可将试片固定在橡胶固定装置。14.1.1 刀片深度固定器固定器中的圆柱形盘，其厚度应至少比要切割的橡胶片的厚度大 0.5mm。其直径应小于试样的内径， 这样可从裁刀内调整刀片的突出位置。见图 314.2 橡胶固定板在裁切过程中用来固定橡胶的装置，上下表面相互平行，用硬质的聚合材料制成（硬质胶、聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯） 。在穿过板的中心位置间隔 6 到 7mm 分布这一些直径约 1.5mm 的孔。所有这些孔都应与里面的模腔相通，用以减小夹持试片用的空气压力。 图 4 就是裁切时

22、用来夹持标准试片（约 1501502mm）.14.3 气压源使用真空泵可在夹持器模腔的中心， 对试样保持 10kPa的吸力。14.4肥皂水用中性的肥皂水来润滑裁刀。14.5旋转切割可用精密的转孔机或者其它可提供至少30rad/s 转速的设备来切割试片。 裁刀旋转装置应安装在水平面上， 并有垂直定位器用来支承旋转连杆和裁刀用的轴。转轴的偏心距应小于 0.01mm。14.6 内置工作台应有一个可分别沿 x-y 轴移动的工作台或其它装置，用来夹持和定位试片，使试片与旋转裁刀的转轴向对应。14.7 拉力试验机应符合 6.1 中所述要求。14.8 试验夹具环形试样的夹具如图 5 示。试验机应根据 8 条

23、校准。14.9 试验箱高低温试验箱应满足 6.2 中的要求。14.9.1 夹具应不仅能适应常温下的试验。但在特殊温度下，应使用适宜的润滑有保证转轴的润滑。14.9.2 测力计应适宜在工作温度下使用或与试验箱绝热良好。14.10 测厚计厚度计应符合规范 D 3767（方法 A ）的要求。14.10.1 测厚计的主要部件，一个圆柱形的上测量面（纵轴沿垂直方向）高至少 12mm 直径为 15.5 0.5mm。为了适合小环形试样用直径 15.5mm 的测量头测量，且测量时不会造成试样的伸长。 可将柱形面的底部沿中心截去一半， 这样测量小第6 页共9页试样时就不会有干扰。也可使用曲线形的测量端。15.环

24、形试样15.1 ASTM 环形试样有两种，一般情况下用 1 形试样15.1.1 试样尺寸1型内周长 50.0 0.01mm内直径 15.92 0.003mm径向宽度 1.0 0.01mm厚度 1.03.3mm2型内周长 100.0 0.2mm内直径 29.8 0.06mm径向宽度 2.0 0.02mm厚度 1.03.3mm15.2 ISO 环形试样根据 ISO 37 试样分为普通和小型两种， ISO 37 规定了其特定的试验过程。普通内径 44.6 0.2mm外径 52.6 0.2mm厚 4.0 0.2mm小型内径 8.0 0.1mm 外径 10.0 0.1mm 厚 1.0 0.1mm15.3

25、 从管子上裁取环形试样环形试样的直径的壁厚取绝于管子的壁厚， 并应符合产品的要求。15.4 裁切试样的制备将刀片置于裁刀的固定器中，调整刀片深度。将裁刀置于转压机中，调整转轴或工作台，以使刀片固定器的底部高于试样夹持板13mm。将转轴垂直移动的停止器缩定。这样刀片固定器的端头正好能刺入板的表面。将试片放入夹持器，减低腔体压力到 10kPa。用中性的肥皂水润湿试片表面。应恒定的速度降低裁刀后停止， 此时裁刀夹持器不应接触试片。 如有必要重新调整刀片深度。将转轴复位后再进行下次裁切。15.5 从管子上裁取试样的制备方法将管子中插入一个轴， 轴的直径略比管径大。将轴和管子一起放到机床上。 用机床上的

26、刀片或削刀从样品上裁下要求轴向厚度的试样。对于薄壁的管子，放平后可使用有两个平行刀片的裁刀切割。15.6 环形试样：15.6.1周长内周长可用锥形或量具测量。 在测量过程中不能使用任何应力来改变环形试样的椭圆率。中位周长可根据内周长、经向宽度和。(3.14)15.6.2径向宽度按 14.10 中的测厚计在试样的圆周上平均分布三个测量点。15.6.3厚度在裁切环形试样，圆盘从内圆到外圆的的厚度可按规范D 3767用厚度计测量。15.6.4截面积截面积用径向宽度和厚度三个测量值的中值计算。对于薄管壁试样，截面积用裁刀的轴向长度和壁厚计算。16过程第7 页共9页.16.1 环形试样拉伸应力、拉伸强度

27、、断裂伸长率和屈服点的测定用适宜的润滑有润滑夹具的轴， 例如矿物油或硅油。应选择使用规定的和对材料无影响的。两夹具轴中心的初始位置的计算和调节按下式：IS C( TS) C(SP) / 2（6）式中：IS=夹具轴中心的初始距离， mmC（ TS） =试样的周长，对1 型试样为内径， 2型试样为中为直径， mmC（ SP） =夹具轴的周长，mm除有其他要求，试验速度为 500 50妈妈民（见注 7 和 8）。开动试验机，并记录力和两夹具轴的相对位移。断裂时记录伸长和应力。计算见 17 节，注 8使用 ISO 的小环型试样，实验速度 10010mm/min。16.2 在非标准温度下的实验使用 6.

28、2 中所述的试验箱，并阅读注 2 的警告。对于高于 23的试验，试样在该温度下预热 62min。对于低于室温的试验，试样应在该温度下调节至少 10min。应使用 D 1349 中的试验温度。试片应分别放入试验箱以满足 9.2 的要求。17计算17.1 除一个重要点外，环型试样的应力应变性能计算与哑铃或直条试样相同。环形试样拉伸时，圆环个边应力在宽度（从左到右）上的分布是不均匀的。试样的初始内径小于初始外径。 因此在试样拉伸中， 内测的应力要大于外侧， 由初始尺寸不同引起的。17.2 以下选项可用于计算定伸强度和断裂强度。17.2.1 定伸应力用环形试样的中位周长计算伸长率。使用中位周长的原因是

29、，他对应于环形试样个边上的平均值。17.2.2 断裂伸长用环形试样的内周长作为计算的基础，因为其对应于试样个边上的最大应力。这一位置也是试样破坏发生的起始位置。17.3 定伸应力的计算按 13.1 中 2 式17.3.1 在 2 式（ 13.1）中用来确定力的伸长按下式计算E 200L / MC (TS)（7）式中：E=伸长， %L= 夹具间距离的增加量， mmMC （ TS） =试样的中位周长， mm17.3.2 7 式中，定伸时夹具间的距离用下式计算：L E MC (TS) / 200（ 8）17.4屈服点按 13.2 中式 3 计算17.5按 13.3 来确定屈服应力。由于屈服应力是用来评价材料的总体性能，用中位周长来计算。17.6按 13.4 中 4 式计算拉伸强度。17.7断裂伸长按下式计算（见注 9 和 10）E 200L / IC(TS)(9)第8 页共9页式中：E= 断裂伸长， %L= 断裂时夹具增加的距离， mmIC （TS） =式样的初始内周长， mm17.8 内周长可用于两种试样 （见 15.1.1 尺寸），2 型环形试样的内周长用内径计算。注 9尽当夹具的初始间距按式 7 调节，才可使用式 7 和 8。注 1