Con l’aumento dell’uso delle materie plastiche, è essenziale per i produttori poter valutare accuratamente la resistenza meccanica dei loro materiali. ASTM D638 è la norma più comune per determinare le proprietà a trazione delle materie plastiche rinforzate e non rinforzate.
Questa guida è progettata per introdurvi agli elementi di base dei test di trazione per materie plastiche ASTM D638, compresa una panoramica delle attrezzature, del software e dei campioni necessari. Tuttavia, chiunque abbia intenzione di condurre test ASTM D638 non dovrebbe considerare questa guida un sostituto adeguato per leggere la norma completa.
Cosa misura ASTM D638?
Resistenza alla trazione
La resistenza alla trazione è il quantitativo di forza che può essere applicato a una materia plastica prima che si snervi (si allunghi irreparabilmente) oppure si rompa.
Questo parametro è fondamentale per capire quanto un materiale possa sopportare sotto stress prima di fallire.
Modulo a trazione
Il modulo a trazione indica quanto un materiale si possa deformare in risposta allo stress prima di snervarsi. Il modulo è una misurazione della rigidità del materiale, rappresentando la sua capacità di resistere alla deformazione.
Allungamento
L’allungamento è l’aumento della base di misura dopo la rottura diviso per la base di misura originale. Un maggiore allungamento indica una maggiore duttilità, ovvero la capacità del materiale di deformarsi plasticamente senza rompersi.
Coefficiente di Poisson
Il coefficiente di Poisson misura il rapporto tra quanto un materiale venga allungato e quanto diventi sottile durante il processo di allungamento. Questo parametro è importante per comprendere il comportamento tridimensionale del materiale sotto stress.
Applicabilità di ASTM D638
Materie plastiche rinforzate e non rinforzate
ASTM D638 si applica a campioni di materie plastiche rigidi di spessore compreso tra 1,00 mm e 14 mm. È ideale per testare materiali sia rinforzati che non rinforzati, fornendo una visione completa delle loro proprietà meccaniche.
Differenze con altre norme (ASTM D882 e ISO 527-2)
Se il vostro campione è un foglio o una pellicola di spessore inferiore a 1,00 mm, dovrebbe essere testato con la norma ASTM D882. Sebbene fornisca risultati simili a quelli previsti dalla norma ISO 527-2, ASTM D638 non è considerata tecnicamente equivalente a causa delle differenze nelle dimensioni dei provini e nei requisiti di test.
Preferenze geografiche
I produttori nordamericani solitamente testano secondo ASTM D638, mentre quelli europei e asiatici testano principalmente secondo ISO 527-2. Anche i clienti in Cina testano secondo entrambe le norme. La scelta tra queste norme dipende spesso dalla posizione geografica e dalle preferenze specifiche del produttore.
Attrezzature necessarie
Macchina di test universale
La maggior parte dei test ASTM D638 viene eseguita su una macchina di test universale da tavolo. Consulta qui il nostro catalogo macchine.
Queste macchine sono progettate per applicare una forza di trazione controllata ai campioni, misurando varie proprietà durante il processo.
Tipi di campioni
Campioni di tipo I
I campioni di tipo I, con uno spessore di 3,2 mm, sono i più comuni e generalmente creati mediante stampaggio a iniezione. Hanno una lunghezza totale di 165 mm e una larghezza di 13 mm, con una lunghezza del calibro di 50 mm.
Campioni di tipo IV e V
Nei casi in cui il materiale è limitato, molti laboratori utilizzeranno campioni di tipo IV o di tipo V. I campioni di tipo IV hanno dimensioni simili a quelle richieste per la fustellatura C ASTM D412, mentre i campioni di tipo V sono i più piccoli, con una lunghezza del calibro di soli 0,3 pollici.
Forme “dogbone” o “osso di cane”
I campioni piatti sono tipicamente modellati, fustellati o lavorati in una forma “dogbone” o “osso di cane”, che assicura che la rottura avvenga al centro del campione piuttosto che nelle aree di serraggio.
Preparazione dei campioni
Misurazione dei campioni
Tutti i campioni devono essere misurati prima del test in conformità con ASTM D5947. La maggior parte dei micrometri tipici dovrebbe essere adatta per eseguire queste misurazioni, garantendo precisione e uniformità.
Utilizzo dei micrometri
Affinché il sistema di test visualizzi le misurazioni dello stress piuttosto che solo quelle della forza, agli operatori verrà chiesto di inserire l’area della sezione trasversale (o spessore e larghezza) del provino, perché lo stress viene calcolato dividendo la forza applicata per l’area della sezione trasversale del provino.
Variazione dei lotti
I campioni fustellati o lavorati devono essere misurati individualmente, ma gli operatori che utilizzano campioni stampati a iniezione devono solo misurare un singolo campione da un lotto campione, a condizione che la variazione in quel lotto campione sia inferiore all’1%.
Allineamento dei campioni
Importanza dell’allineamento
Per poter testare correttamente, i campioni devono essere tenuti perpendicolarmente alle facce della ganascia e non inclinati su un angolo. Il disallineamento dei campioni può causare una variazione significativa dei risultati.
Dispositivi di allineamento del campione
Un modo per prevenire il disallineamento è utilizzare una faccia della ganascia vicina alla stessa larghezza del campione, rendendo relativamente facile regolare visivamente l’allineamento.
Prevenzione delle forze di compressione
Quando le prese sono state serrate sui campioni di plastica in preparazione per l’esecuzione di un test, vengono spesso applicate forze di compressione indesiderate. È importante che non siano bilanciate dopo l’inserimento del campione, in quanto ciò causerà una deviazione nei risultati.
Esecuzione del test
Procedura di applicazione della forza
ASTM D638 viene eseguito applicando una forza di trazione a un provino e misurando varie proprietà dello stesso sotto stress. La forza viene applicata in modo controllato e uniforme fino a che il provino non cede (si snerva o si rompe).
Velocità di test
Il test viene condotto a una velocità compresa tra 1 e 500 mm/min, a seconda delle specifiche del campione e del materiale.
Analisi dei risultati
Interpretazione dei dati di resistenza
Dopo aver eseguito il test, i dati di resistenza raccolti devono essere interpretati per determinare la resistenza alla trazione del materiale.
Calcolo del modulo a trazione
Il modulo a trazione viene calcolato in base alla deformazione del materiale sotto stress, fornendo una misura della sua rigidità.
Valutazione dell’allungamento e del coefficiente di Poisson
L’allungamento e il coefficiente di Poisson sono valutati per comprendere meglio il comportamento del materiale durante la deformazione.
Consigli pratici
Errori comuni da evitare
Evitare errori comuni come il disallineamento dei campioni o l’applicazione di forze di compressione indesiderate può migliorare significativamente l’accuratezza dei risultati.
Suggerimenti per risultati accurati
Assicurarsi che tutti i campioni siano preparati e misurati correttamente, e utilizzare dispositivi di allineamento per mantenere la coerenza tra i test.
Normative Correlate
ASTM D5947
Questa norma specifica le procedure per la misurazione dei campioni prima del test, garantendo la precisione delle dimensioni dei campioni.
Altre norme ASTM rilevanti
Esistono diverse altre norme ASTM che possono essere rilevanti a seconda del tipo di materiale e delle specifiche del test.
Confronto con normative ISO
Sebbene ASTM D638 e ISO 527-2 forniscano risultati simili, le differenze nelle dimensioni dei provini e nei requisiti di test rendono necessario scegliere la norma più appropriata in base alle esigenze specifiche.
Domande Frequenti (FAQ)
Qual è la differenza tra ASTM D638 e ISO 527-2?
ASTM D638 e ISO 527-2 sono entrambe norme per i test di trazione delle materie plastiche, ma differiscono nelle dimensioni dei provini e nei requisiti di test.
Perché è importante il coefficiente di Poisson?
Il coefficiente di Poisson misura il comportamento tridimensionale del materiale durante l’allungamento, fornendo informazioni cruciali sulla deformazione laterale rispetto alla deformazione longitudinale.
Quali sono i campioni più comuni per ASTM D638?
I campioni di tipo I sono i più comuni, con uno spessore di 3,2 mm, generalmente creati mediante stampaggio a iniezione.
Come influisce l’allineamento dei campioni sui risultati del test?
Il disallineamento dei campioni può causare variazioni significative nei risultati, rendendo essenziale un corretto allineamento per test accurati.
Quali errori evitare durante i test?
Evitare errori comuni come il disallineamento dei campioni e l’applicazione di forze di compressione indesiderate può migliorare significativamente l’accuratezza dei risultati.
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