Góc kỹ thuật
Thử nghiệm độ bền kéo ASTM D412 trên cao su và vật liệu đàn hồi
Tiêu chuẩn ASTM D412 xác định các quy trình được sử dụng để đánh giá đặc tính kéo (độ căng) của cao su lưu hóa nhiệt rắn và chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo. Những vật liệu này được sử dụng hàng ngày trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm hàng không vũ trụ, y tế, ô tô, xây dựng, v.v. Cao su nhiệt rắn được xử lý và định hình thành hình dạng thông qua ứng dụng nhiệt. Đóng rắn là một phản ứng hóa học không thể đảo ngược, giúp sản phẩm cao su nhiệt rắn bền hơn và bền hơn. Các sản phẩm làm bằng cao su nhiệt rắn bao gồm lốp xe, quả bóng khúc côn cầu, cầu dao, vỏ điện và các bộ phận động cơ. Chất đàn hồi nhiệt dẻo (TPE) là polyme, hỗn hợp polyme hoặc hợp chất. Chúng thường bắt đầu ở dạng viên, trở thành chất lỏng khi đun nóng và sau đó có thể được bơm vào khuôn chẳng hạn. Nhựa nhiệt dẻo hình thành khi nó nguội đi và cứng lại. Quá trình này có thể được đảo ngược bằng cách làm nóng lại vật liệu. Các ứng dụng của TPE bao gồm dây đai truyền động, bộ giảm xóc, ống thở, ống thông và đế giày.
Mục tiêu của thử nghiệm độ bền kéo trên vật liệu đàn hồi theo tiêu chuẩn ASTM D412
ASTM D412 cung cấp các thông số kỹ thuật cho máy thí nghiệm, mẫu thử (bao gồm hình dạng và kích thước), quy trình thử nghiệm và các phương pháp thích hợp sẽ được sử dụng.
Mục tiêu của thử nghiệm là xác định các giá trị đặc tính vật liệu khác nhau, sau đó có thể được sử dụng để phát triển sản phẩm mới, đáp ứng các mục tiêu về hiệu suất sản phẩm hoặc để nghiên cứu và kiểm soát chất lượng.
Thực hiện thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D412
Tiêu chuẩn ASTM D412 bao gồm hai phương pháp thử nghiệm: Phương pháp A và B.
Phương pháp A dựa trên mẫu quả tạ và mẫu tiết diện thẳng, trong khi Phương pháp B dựa trên mẫu vòng cắt.
Các thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D412 được sử dụng để đo độ đàn hồi của vật liệu dưới tải trọng kéo, cũng như hành vi của vật liệu sau thử nghiệm, khi tải được loại bỏ.
Phép thử được thực hiện bằng máy thử vạn năng (còn gọi là máy thử kéo) với tốc độ 500 ± 50 mm/phút cho đến khi mẫu thử bị hỏng.
Mặc dù ASTM D412 được sử dụng để đo nhiều đặc tính kéo khác nhau, nhưng các giá trị đặc tính quan trọng nhất bao gồm:
Các giá trị đặc trưng được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D412
Định nghĩa theo ASTM D1566 – Thuật ngữ liên quan đến cao su
Căng thẳng Căng thẳng để kéo dài thử thách
Căng thẳng kéo dài ở mức độ giãn dài nhất: Căng thẳng cần thiết để kéo dài cắt ngang nhất của mẫu vật đến mức giãn dài nhất
Độ bền kéo dài: Tối đa ứng dụng được áp dụng khi kéo mẫu đến điểm
Điểm năng suất: Một điểm trong đường căng thẳng không đạt đến giới hạn thất bại, tại đó tỷ lệ căng thẳng liên quan đến căng thẳng đi qua giá trị bằng không và có thể trở thành tiêu cực
Độ giãn dài giới hạn Độ giãn dài khi ghép
Kéo dài dạng biến: Số lượng giãn nở còn lại sau khi mẫu được kéo dài, sau đó được rút lại theo cách định nghĩa, có thể được thực hiện dưới dạng phần trăm của lệnh cấm đầu dài
Để biết chi tiết và quy trình tiêu chuẩn, vui lòng tham khảo tiêu chuẩn ASTM D412.
Mẫu vật và kích thước phù hợp với tiêu chuẩn ASTM D412
Đối với thử nghiệm độ bền kéo trên cao su và chất đàn hồi, ASTM D412 quy định sáu loại mẫu thử quả tạ và hai loại mẫu vòng cắt.
Mẫu vật được sử dụng phổ biến nhất là mẫu quả tạ hình chữ C (ASTM D412 Loại C) có chiều dài tổng thể 115 mm (4,5 inch), chiều dài đo 25 mm (1 inch), chiều rộng đo 6 mm (0,25 inch) và độ dày 3 mm. Chiều dày phải được thực hiện ba phép đo, trong đó giá trị trung bình của ba lần đo được lấy làm độ dày để tính diện tích mặt cắt ngang.
L0 Chiều dài đo
L Tách biệt giữa tay cầm
l1 Chiều dài mặt cắt song song hẹp/đường kính trong
L2 Khoảng cách giữa các phần song song rộng
l3 Tổng chiều dài / đường kính ngoài
b2 Chiều rộng mẫu ở vùng vai
b1Chiều rộng mẫu trong vùng chiều dài cữ
h Độ dày mẫu
| Tiêu chuẩn | Loại | Ghi chú | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | Lo mm | Hình dạng |
| ASTM D412 | C | Mẫu ưa thích | ≥115 | 33 | 25±1 | 6+0.05 | 1.3 … 3.3 | 25±0.25 | Mẫu quả tạ |
| ASTM D412 | A | Kích thước | ≥140 | 59±2 | 25±1 | 12+0.05 | 1.3 … 3.3 | 50±0.5 | Mẫu quả tạ |
| ASTM D412 | B | Kích thước | ≥40 | 59±2 | 25±1 | 6+0.05 | 1.3 … 3.3 | 50±0.5 | Mẫu quả tạ |
| ASTM D412 | D | Kích thước | ≥100 | 33±2 | 16±1 | 3+0.05 | 1.3 … 3.3 | 25±0.25 | Mẫu quả tạ |
| ASTM D412 | E | Kích thước | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 3+0.05 | 1.3 … 3.3 | 50±0.5 | Mẫu quả tạ |
| ASTM D412 | F | Kích thước | ≥125 | 59±2 | 16±1 | 6+0.05 | 1.3 … 3.3 | 50±0.5 | Mẫu quả tạ |
| ASTM D412 | 1 | Kích thước ưa thích | 17.9 | 15.9 | 1 … 3.3 | 50 | Mẫu vòng | ||
| ASTM D412 | 2 | Kích thước lớn hơn | 35.8 | 31.8 | 1 … 3.3 | 100 | Mẫu vòng |
Thử thách thử nghiệm chất đàn hồi
Kẹp mẫu: khi mẫu bị kéo căng, nó trở nên mỏng hơn và dễ bị trượt ra khỏi vùng kẹp. Dụng cụ kẹp mẫu được sử dụng phải có khả năng duy trì lực kẹp không đổi khi mẫu co lại.
Độ giãn dài của mẫu: khi chiều dài của mẫu tăng lên, khoảng cách di chuyển của con chữ thập phải đủ dài—và do đó, khung tải đủ cao—để chứa chiều dài kéo dài của mẫu thử đến điểm đứt.
Hệ thống kiểm tra độ bền kéo theo tiêu chuẩn ASTM D412
Các hệ thống thử nghiệm dùng để thực hiện thử nghiệm độ bền kéo trên chất đàn hồi và cao su theo tiêu chuẩn ASTM D412 thường được thực hiện trên máy kéo nén vạn năng để bàn chẳng hạn như Máy Kéo Nén Vạn Năng/ Universal Testing Machines 5KN, model 5ST. Hệ thống 5 kN hoặc 10 kN (1125 hoặc 2250 lbf) là phổ biến nhất.
Ngàm kẹp
Việc giữ chặt các mẫu vật thí nghiệm là rất quan trọng. Các loại kẹp khí nén với bề mặt hàm răng cưa thường là lựa chọn tốt nhất để giữ nhựa cứng. Với kẹp khí nén, lực kẹp được duy trì bởi áp suất không khí, áp suất này vẫn giữ nguyên ngay cả khi độ dày của mẫu vật thay đổi đáng kể trong quá trình thử nghiệm. Đối với lực trên 10 kN, thường chỉ gặp ở các vật liệu gia cố, kẹp dạng wedge được ưa chuộng hơn.
Thiết Bị đo giãn dài bằng Laser
