ASTM D638은 강화 및 비 강화 플라스틱의 인장 특성을 결정하기위한 가장 일반적인 테스트 표준입니다. 플라스틱의 사용이 사상 최고치에 이르기 때문에 제조업체는 재료의 기계적 강도를 올바르게 측정 할 수 있어야합니다. 이 안내서는 필요한 장비, 소프트웨어 및 필요한 샘플의 개요를 포함하여 ASTM D638 플라스틱 인장 테스트의 기본 요소를 소개하도록 설계되었습니다. 그러나 ASTM D638 테스트를 수행하려는 사람은이 안내서가 전체 표준을 읽을 수있는 적절한 대체물로 간주해서는 안됩니다.

ASTM D638은 샘플 시편에 인장력을 적용하고 응력 하에서 시편의 다양한 특성을 측정함으로써 수행된다. 시편이 실패 할 때까지 (수율 또는 파손)까지 1 내지 500mm/분 사이의 인장 속도로 범용 테스트 기계 (인장 테스트 기계라고도 함)에서 수행됩니다. ASTM D638은 다양한 인장 특성을 측정하지만 다음이 가장 일반적입니다.
인장 강도 - 플라스틱이 생산되기 전에 (돌이킬 수 없을 정도로 스트레칭) 또는 파손되기 전에 플라스틱에 적용 할 수있는 힘의 양.
인장 모듈러스 - 생산하기 전에 응력에 반응하여 재료가 변형 될 수있는 양 (스트레치). 모듈러스는 재료의 강성을 측정 한 것입니다.
신장 - 파단 후 게이지 길이가 증가하는 것은 원래 게이지 길이로 나뉩니다. 더 큰 신장은 더 높은 연성을 나타냅니다.
Poisson의 비율 - 재료가 얼마나 멀리 스트레칭되는지와 스트레칭 과정에서 얼마나 얇은 지 사이의 관계 측정.
다양한 유형의 플라스틱에 대한 다양한 테스트 방법이 있습니다. ASTM D638은 두께가 1.00mm에서 14mm 사이의 강성 플라스틱 샘플에만 적용됩니다. 샘플의 두께가 1.00mm 미만인 시트 또는 필름 인 경우 ASTM D882로 테스트해야합니다. ISO 527-2와 유사한 결과를 제공하지만 ASTM D638은 시편 크기 및 테스트 요구 사항의 차이로 인해 기술적으로 동등한 것으로 간주되지 않습니다. 일부 대규모 다국적 제조업체는 ASTM D638 및 ISO 527-2를 모두 테스트하지만 대부분의 고객은 지리적 위치를 기반으로 한 표준 또는 다른 표준에 대한 선호도를 보여줍니다. 북미 제조업체는 일반적으로 ASTM D638로 테스트하는 반면 유럽과 아시아의 제조업체는 주로 ISO 527-2를 테스트합니다. 중국의 고객은 ASTM D638 및 ISO 527-2를 동일하게 테스트합니다. 이러한 모든 테스트 방법은 BlueHill® Universal의 응용 프로그램 모듈에서 찾을 수 있으며, 가장 인기있는 ASTM 및 ISO 표준에 대한 사전 구성된 메소드 템플릿입니다.
대부분의 ASTM D638 테스트는 테이블 탑 범용 테스트 머신에서 수행됩니다. 5 kN 또는 10 kN (1125 또는 2250 lbf) 시스템이 가장 일반적이지만 강화 플라스틱 및 복합재가 강도가 증가함에 따라 30 kN 또는 50 kN 시스템과 같은 고용량 단위가 필요할 수 있습니다.
시편은 인장 기계 내부에 단단히 고정되는 것이 중요합니다. 톱니 모양의 턱면이있는 측면 액션 공압 그립은 종종 단단한 플라스틱을 유지하기위한 최고의 그립입니다. 공압 그립의 경우, 그립력은 공기압에 의해 유지되며, 이는 시험 중에 시편 두께가 크게 변한 경우에도 일정하게 유지됩니다. 10 kN 이상의 힘의 경우 일반적으로 강화 된 재료로만 발견되는 수동 웨지 액션 그립이 선호됩니다.
ASTM D638에는 5 가지 허용 가능한 시편 유형이 있으며, 시편의 두께와 이용 가능한 재료의 양에 따라 크기가 다릅니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 3.2mm 두께이며 일반적으로 사출 성형에 의해 생성되는 타입 I 시편입니다. 타입 I 시편의 전체 길이는 165mm이고 너비는 13mm이며 게이지 길이는 50mm입니다. 평평한 시편은 일반적으로 성형, 다이 컷 또는 "도그 뼈"또는 "덤벨"모양으로 가공되며, 이는 클램핑 영역이 아닌 시편 중앙에서 파손이 발생하도록합니다. 평평한 시편 외에도 ASTM D638은 강성 튜브와 막대의 테스트를 허용하며, 둘 다 개가 형태로 가공되어야합니다. 재료가 제한된 경우 많은 실험실에서 IV 유형 또는 V 유형 시편을 사용합니다. 타입 IV 시편에 필요한 치수는 ASTM D412 다이 컷 C에 필요한 치수와 동일하며, 이는 동일한 다이 컷을 사용할 수 있음을 의미합니다. 타입 V 시편은 게이지 길이가 0.3 인치 인 가장 작습니다.
모든 시편은 ASTM D5947에 따라 테스트하기 전에 측정해야합니다. 대부분의 전형적인 마이크로 미터는 이러한 측정을 수행하는 데 적합해야합니다. 테스트 시스템이 힘 측정만으로 응력 측정을 표시하려면 응력 = 힘 / 단면적 (PSI, PA, KPA, GPA 등)에 표시되기 때문에 연산자는 시편의 단면적 (또는 두께 및 폭)을 입력하도록 요청받습니다.
다이 컷 또는 가공 샘플은 개별적으로 측정해야하지만, 사출 성형 시편을 사용하는 연산자는 샘플 로트의 변화를 제공하는 샘플 로트에서 단일 샘플을 측정하면 1%미만으로 입증되면됩니다. 사출 성형 시편은 종종 완벽하게 정사각형 대신 초안 각도로 생성되며, 이는 시편을 측정 할 때 고려해야합니다. 항상 드래프트 각도의 중앙에서 폭 측정이 취해 있는지 확인하십시오.
Bluehill Universal의 자동 시편 측정 장치 기능을 통해 작업자는 최대 2 마이크로 미터 또는 측정 장치를 컴퓨터에 연결하고 데이터를 소프트웨어에 직접 입력 할 수 있습니다. 이것은 입력 오류의 가능성을 제거하고 효율성을 증가시킵니다.
제대로 테스트하기 위해 시편은 턱면에 수직으로 고정되어 있어야하며 각도로 기울어지지 않아야합니다. 시편 오정렬은 결과에 큰 변화를 일으킬 수 있으며, 각 테스트마다 시편이 모두 일관되게 정렬되도록 적절한 관리를 받아야합니다. 오정렬을 해결하는 한 가지 방법은 시편과 같은 너비에 가까운 턱면을 사용하여 시각적으로 정렬을 조정하기가 비교적 쉽습니다. 그러나 오정렬을 방지하는 가장 쉬운 방법은 그립 본체에 직접 장착하는 시편 정렬 장치를 사용하는 것입니다. 이것은 조정 가능한 정지 지점을 제공하는 간단한 막대로, 운영자는 시편이 올바르게 정렬되었음을 쉽게 알 수 있습니다.
테스트 실행을 준비하기 위해 그립이 플라스틱 시편에 조여지면 원치 않는 압축력이 자주 적용됩니다. 이 힘은 미세하지만 제대로 처리되지 않으면 테스트 결과를 방해 할 수 있습니다. 시편이 삽입 된 후에 균형을 잡지 않는 것이 중요합니다. 이로 인해 결과가 상쇄됩니다. 블루 힐 범용 소프트웨어는 여러 시편의 힘을 정상화하고 슬랙 또는 압축력을 제거하여 시편 간의 일관된 결과를 보장하도록 프로그래밍 할 수 있습니다. 6800 시리즈 Universal Testing Machines에서는 시험의 설정 단계에서 시험의 작동 한도가 정의되기 전에 시편이나 시스템의 손상을 방지하도록 설계된 Specimen Protect의 사용을 권장합니다. 켜지면 시편은 원치 않는 힘을 특정 한도로 유지하기 위해 크로스 헤드를 자동으로 조정합니다.
시편이 인장력에 반응하여 얼마나 많은 시편이 늘어나거나 변형되는지 - ASTM D638 플라스틱 인장 테스트에 의해 수집 된 가장 중요한 유형의 데이터 중 하나입니다. 사용자는이 데이터를 수집하기 위해 적절한 변형 측정 장치 (확장기)가 필요합니다. 계수 측정을위한 Extensometers는 ASTM E83 클래스 B-2를 준수해야합니다.
실험실의 요구에 따라 여러 신장 계 옵션을 사용할 수 있습니다. 가장 간단한 유형은 고정 게이지 길이 2630 시리즈 클립 온 확장기입니다. 연산자는 각 테스트의 시작 부분에서 시편에 직접 클립하고 시편 수율이 나온 후 또는 시편이 파손되기 전에 제거해야합니다. POI0 테스트 인 경우
테스트 결과를 제시 할 때는 표준을 준수하고 다른 실험실 간의 데이터 비교를 용이하게하기 위해 용어가 올바르게 정의되도록하는 것이 중요합니다. 데이터보고에서 가장 일반적인 실수는 잘못된 소스 (크로스 헤드 대신 extensometer)를 사용하여 변형 값을보고하는 것입니다.
플라스틱 테스트 표준은 어떤 시험 방법에 따라 다르게 정의되는 공칭 변형기라는 용어를 나타냅니다. ASTM D638의 경우, 공칭 변형률은 신장 전계가 아닌 크로스 헤드 변위로부터 측정 된 변형으로 정의된다. 이것은 플라스틱이 균질하게 분해되지 않기 때문에, 변형은 종종 샘플의 불균형 적으로 작은 부분 인 "Necking"이라는 속성에 초점을 맞추기 때문입니다. 목이나 항복점이있는 재료의 경우, 넥킹이 신장계의 게이지 길이 외부에서 발생할 수 있으므로 속도계를 통해 파손시 신장을보고 할 수 없습니다. 따라서 공칭 변형률을 사용하여 수율 후 임의의 시점에서 신장률을보고해야합니다. 스트레인이 시편 전체에 균질하고 넥싱 또는 수율을 나타내지 않는 경우에만 휴식 시간에 스트레인을 위해 경감기를 사용하는 것은 허용됩니다.
다른 동작을 나타내는 플라스틱은 시험의 탄성 부분을 적절하게 포착하기 위해 다른 계산 계산을 사용해야 할 수 있습니다. 대부분의 최신 테스트 소프트웨어를 사용하면 모듈러스 계산을 사용자 정의 할 수 있습니다. 계산 방법을 이해하는 것은 결과의 일관성을 보장하는 데 중요합니다.
진정한 선형 부분을 나타내지 않는 재료의 경우, 곡선의 0과 모든 사용자 정의 지점 사이에 모듈러스 라인이 생성되므로 Secant Modulus가 일반적으로 권장됩니다. 세그먼트 모듈러스 계산은 지정된 시작과 엔드 포인트 사이에 가장 적합한 선을 형성하고 최소 제곱에 맞는 성능을 발휘합니다. 가장 일반적으로, 젊은 모듈러스 계산이 사용되어 여러 지역의 경사를 결정하고 최소 제곱에 맞는 가장 가파른 경사를보고합니다. Bluehill Universal을 사용하면 사용자가 여러 지역을 정의하거나 자동 젊은 모듈러스 계산을 사용할 수 있습니다.
대량 테스트 요구가 높은 실험실의 경우 테스트 프로세스 속도를 높이고 처리량을 증가시키기 위해 인장 기계 설정에 대한 몇 가지 수정을 수행 할 수 있습니다. 완전 자동화 시스템은 시편 측정, 시편 로딩, 테스트 및 제거를 통합하도록 설계되었으며 작업자 상호 작용없이 몇 시간 동안 실행할 수 있습니다. 이러한 시스템은 인적 오류로 인한 변동성을 줄이는 데 도움이되며 이동이 끝난 후 운영자가 집에 갈 때 결과를 계속 얻을 수 있습니다.