硫化橡膠和熱塑性彈性體拉伸試驗(yàn)方法
1 簡(jiǎn)述
1.1 本試驗(yàn)方法包括了硫化熱固性橡膠和熱塑性彈性體拉伸性能的評(píng)定方法。本試驗(yàn)方法不能用來(lái)試驗(yàn)硬質(zhì)膠和高硬度、低伸長(zhǎng)的材料。試驗(yàn)方法如下：
方法A——直條和啞鈴試樣
方法B——環(huán)形試樣
注1——這兩種試驗(yàn)的結(jié)果不可比。
1.2 基于SI或非SI的單位制均視為本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)單位。由于使用不同單位制的結(jié)果數(shù)值可能不同，因此不同單位應(yīng)單獨(dú)使用，不能混用。
1.3 安全性
2 引用文獻(xiàn)
D 1349 橡膠規(guī)范——試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溫度
D 1566 橡膠相關(guān)術(shù)語(yǔ)
D 3182 橡膠規(guī)范——制取標(biāo)準(zhǔn)混煉膠和標(biāo)準(zhǔn)硫化試片的的材料、設(shè)備和操作步驟
D 3183 橡膠規(guī)范——從成品上制備試片
D 4483 橡膠與碳黑工業(yè)種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的測(cè)量精度規(guī)范
2.2 ASTM 附件
環(huán)形試樣的制取，方法B
2.3 ISO 標(biāo)準(zhǔn)
ISO 37 硫化或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力—應(yīng)變性能的測(cè)定方法
3 術(shù)語(yǔ)
3.1 定義
3.1.1 拉伸*變形——試樣在因一定作用下伸長(zhǎng)后，在作用力解除的情況下其殘余的變形，以原始長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)表示。
3.1.2 扯斷*變形——將拉斷后的啞鈴試樣以斷面緊貼，測(cè)得的*變形。
3.1.3 拉伸力——試樣拉斷過(guò)程中產(chǎn)生的zui大力。
3.1.4 拉伸強(qiáng)度——拉伸試樣時(shí)使用的應(yīng)力
3.1.5 定伸應(yīng)力——規(guī)則截面的試樣，拉伸到特定長(zhǎng)度時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。
3.1.6 熱塑性彈性體——一種類似與橡膠的材料，但與普通的硫化膠不同，他可象塑料一樣的被加工和回收。
3.1.7 斷裂伸長(zhǎng)——在連續(xù)的拉伸過(guò)程中，試樣發(fā)生斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)率。
3.1.8 屈服點(diǎn)——在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，在試樣zui終的破壞前，關(guān)于應(yīng)變的應(yīng)力變化的速度變?yōu)?并且相反的點(diǎn)。
3.1.9 屈服應(yīng)變——屈服點(diǎn)的應(yīng)變的水平
3.1.10 屈服應(yīng)力——屈服點(diǎn)的應(yīng)力的水平
4 方法描述
4.1 測(cè)定拉伸性能的試驗(yàn)，首先從樣品材料上裁取試樣，包括制樣和試驗(yàn)兩部分。試樣的外形可以是啞鈴形、環(huán)形或直條形，截面形狀規(guī)則。
4.2 在試樣未經(jīng)預(yù)伸的情況下測(cè)定拉伸強(qiáng)度、定神應(yīng)力、屈服點(diǎn)、扯斷伸長(zhǎng)率。對(duì)規(guī)正截面試樣的拉伸強(qiáng)度、定神應(yīng)力、屈服點(diǎn)和扯斷伸長(zhǎng)率測(cè)定是基于試樣的原始截面積。
4.3 拉伸*變形和扯斷*變形，測(cè)量試樣拉伸后經(jīng)按規(guī)定方法回縮后的形變。
5 重點(diǎn)與應(yīng)用
5.1 本試驗(yàn)涉及的材料或產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中必須受拉伸力作用。本試驗(yàn)即為測(cè)定此種拉伸特性。但拉伸性能不直接代表產(chǎn)品zui終使用的全部情況，因?yàn)樵趯?shí)際使用中產(chǎn)品需含蓋較廣的潛在使用情況。
5.2 拉伸性能與材料和試驗(yàn)條件(拉伸速度、試驗(yàn)溫度和濕度、試樣幾何外形、試驗(yàn)前調(diào)節(jié)情況等)有關(guān)。因此，盡在相同條件下材料的試驗(yàn)結(jié)果才有可比性。
5.3 試驗(yàn)溫度和拉伸速度對(duì)拉伸性能影響較顯著，需嚴(yán)格控制。且影響隨材料不同而不同。
5.4 拉伸*變形代表了試樣的殘余變形，他表示試樣經(jīng)拉伸和回縮后部分的*變形和部分的回復(fù)。因此，拉伸和回縮過(guò)程(和其他試驗(yàn)條件)必須受嚴(yán)格控制，以結(jié)果的可比性。
6 設(shè)備
6.1 拉力機(jī)——拉力試驗(yàn)機(jī)應(yīng)有電力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以試樣夾頭的分離速度恒定為500±50mm/min，zui小行程為750mm(見注1)。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)有一套適合的測(cè)力計(jì)和讀數(shù)記錄系統(tǒng)，以測(cè)量的力偏差在±2%以內(nèi)。如果試驗(yàn)機(jī)的量程不能改變(例如擺錘式測(cè)力計(jì))，那么試樣斷裂時(shí)測(cè)得力的偏差在測(cè)力計(jì)滿量程的±2%，且測(cè)量的zui小力的精度為10%。如果測(cè)力計(jì)在直接測(cè)量拉伸應(yīng)力時(shí)有自動(dòng)補(bǔ)償功能，那么在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)將其對(duì)試樣結(jié)截面積的補(bǔ)償功能關(guān)閉。記錄裝置對(duì)力的測(cè)量速度應(yīng)足夠快，并且在試樣破壞的整個(gè)過(guò)程中應(yīng)需要的精度。如果試驗(yàn)機(jī)沒有記錄裝置，那么應(yīng)該有一個(gè)指示器用來(lái)指示拉伸過(guò)程中的zui大力值。試驗(yàn)體系中應(yīng)能測(cè)量伸長(zhǎng)，且zui小的增量為10%。
注1——如果使用的拉伸速度為1000±100mm/min應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。如有疑義，試驗(yàn)應(yīng)在500mm/min的速度下重新進(jìn)行。
6.2 高低溫試驗(yàn)箱——試驗(yàn)箱應(yīng)滿足以下要求：
6.2.1 試驗(yàn)箱內(nèi)在夾頭和軸的位置上應(yīng)有環(huán)繞的熱流，環(huán)繞速度為1到2m/s，溫度保持在要求溫度偏差的2℃范圍內(nèi)。
6.2.2 應(yīng)用校準(zhǔn)過(guò)的測(cè)溫裝置在夾頭和軸的附近測(cè)量實(shí)際溫度。
6.2.3 試驗(yàn)箱應(yīng)有排氣通風(fēng)裝置，以將在高溫中(試樣)釋放的氣體排出到大氣中。
6.2.4 在試驗(yàn)前試樣應(yīng)垂直的放置在夾頭和軸附近接受調(diào)節(jié)。試樣不應(yīng)相互接觸或與試驗(yàn)箱壁接觸除了由環(huán)繞空氣的攪動(dòng)引起的瞬間的接觸。
6.2.5 將夾頭適宜的安放以方便在高低溫的環(huán)境中操作。這樣在向夾頭中放置啞鈴或直條試樣時(shí)盡可能縮短時(shí)間，以減少試驗(yàn)箱溫度的變化。
6.2.6 測(cè)力計(jì)應(yīng)適宜在試驗(yàn)溫度下工作，或則與試驗(yàn)箱絕熱良好。
6.2.7 試驗(yàn)箱中應(yīng)配有伸長(zhǎng)測(cè)量裝置。如果用尺來(lái)測(cè)量試樣標(biāo)距的伸長(zhǎng)，尺應(yīng)在靠近夾頭移動(dòng)路徑的位置平行于標(biāo)距放置，并可從試驗(yàn)箱外進(jìn)行控制。
6.3 測(cè)厚計(jì)——厚度計(jì)應(yīng)符合規(guī)范D 3767(方法A)的要求。對(duì)于環(huán)形試樣，見本試驗(yàn)方法14.10條。
6.4 拉伸*變形的測(cè)量——使用如6.1中所述或如圖1示的試驗(yàn)設(shè)備。秒表或其他計(jì)時(shí)裝置的量程應(yīng)大于30min，尺或其他測(cè)量伸長(zhǎng)的裝置的測(cè)量精度應(yīng)在1%內(nèi)。
7 試樣的選取
7.1 選取試樣時(shí)應(yīng)考慮以下及點(diǎn)
7.1.1在制備和處理過(guò)程中，由流動(dòng)引起的材料的各向異性和取向會(huì)影響拉伸性能。因此在制備啞鈴或直條形試樣時(shí)，在知道壓延方向的前提下，試樣裁取的方向應(yīng)平行于壓延方向。對(duì)于環(huán)形試樣其通常是對(duì)取向特性作出一定的平均。
7.1.2 除有特別要求，對(duì)于熱塑性橡膠或彈性體，試樣應(yīng)從厚度為3.0±0.3mm的注射成型的試片上裁取，由其他厚度的試樣得到的試驗(yàn)結(jié)果物可比性。試樣應(yīng)為垂直和平行成型流動(dòng)方向的兩組。試片或試板的大小應(yīng)能滿足試驗(yàn)要求。
7.1.3 對(duì)于環(huán)形試樣的伸長(zhǎng)可以?shī)A頭的分離來(lái)測(cè)量，但對(duì)于試樣半徑寬度上的伸長(zhǎng)分布是不一致的。為了減少這影響，應(yīng)試樣寬度應(yīng)小于環(huán)形試樣的直徑。
7.1.4 用直條形小、試樣作普通的拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣的破壞一般發(fā)生在夾頭中。因此盡當(dāng)樣品無(wú)法制取其他形狀的樣品時(shí)才使用直條形試樣。對(duì)于非破壞性的應(yīng)力應(yīng)變或材料模量實(shí)驗(yàn)，才用直條形試樣。
7.1.4 試樣的尺寸大小取決于材料的要求、試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)用的樣品試片。對(duì)于低扯斷伸長(zhǎng)率的材料，為力提高測(cè)量伸長(zhǎng)的精度可使用較長(zhǎng)的試樣。
8 試驗(yàn)設(shè)備的校準(zhǔn)
8.1 對(duì)于測(cè)量精度型的測(cè)力計(jì)按規(guī)范E 4的過(guò)程A校準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)，按照規(guī)范E 4的7和18節(jié)試驗(yàn)校準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)力值點(diǎn)。對(duì)于擺錘式測(cè)力計(jì)按以下步驟校準(zhǔn)：
8.1.1 將啞鈴試樣的一端放入試驗(yàn)機(jī)上夾頭。
8.1.2 將下夾頭移試驗(yàn)機(jī)從試驗(yàn)機(jī)上移開，也就是說(shuō)試樣的夾持機(jī)構(gòu)在試驗(yàn)機(jī)的上夾頭。
8.1.3 在下夾頭上安裝鉤子，以持試樣下端
8.1.4 將一個(gè)以知重量的砝碼掛到鉤子上，這樣就可以在試樣的下夾具上臨時(shí)的施加一定質(zhì)量(見注2).
8.1.5 開啟夾具移動(dòng)的監(jiān)視裝置，在普通的試驗(yàn)中，保持其持續(xù)運(yùn)行直到砝碼自由的懸掛于試樣上。
8.1.6 如果圓盤或標(biāo)尺(或者相當(dāng)于是應(yīng)力補(bǔ)償?shù)脑囼?yàn)器)不能在規(guī)定的精度內(nèi)指示力值，應(yīng)*檢查設(shè)備的故障(例如軸或其他移動(dòng)部件的摩擦)。應(yīng)確定下夾頭和鉤子的質(zhì)量也被計(jì)算在內(nèi)。
8.1.7 在試驗(yàn)機(jī)的摩擦和其他故障被排除后，再對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，用以知的砝碼在試驗(yàn)機(jī)滿量程約10、20和50%處測(cè)量三點(diǎn)。如果平常試驗(yàn)時(shí)使用棘輪和棘齒，在校準(zhǔn)時(shí)也應(yīng)使用他們。通過(guò)安裝棘輪來(lái)檢查摩擦。
注3——應(yīng)有防止砝碼從試驗(yàn)機(jī)上掉落的裝置。
8.2 可用彈簧來(lái)作大致的快速校準(zhǔn)。
9 試驗(yàn)溫度
9.1 除有其他規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度為23±2℃。試樣應(yīng)至少在23℃溫度下調(diào)節(jié)3小時(shí)。如果材料受濕度的影響，試驗(yàn)前試樣應(yīng)在50±5%R.H.的環(huán)境中調(diào)節(jié)24小時(shí)以上。如在其他溫度中試驗(yàn)應(yīng)使用規(guī)范D 1349所列的溫度。
9.2 如試驗(yàn)在高于23℃的溫度中進(jìn)行，對(duì)于方法A試樣應(yīng)預(yù)熱10±2min；對(duì)于方法B應(yīng)預(yù)熱6±2min。在每次試驗(yàn)間隔前，分別將試樣放如試驗(yàn)箱，這樣所有的試樣會(huì)連續(xù)接受相同的預(yù)熱時(shí)間。高溫下的預(yù)熱試驗(yàn)應(yīng)受嚴(yán)格限制，以防止過(guò)硫和熱老化。
注3——警告：除其他警告外，應(yīng)使用絕熱、絕冷的手套以保護(hù)手不受高低溫的傷害。在高溫實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使用面罩以防止實(shí)驗(yàn)箱門打開時(shí)吸入有毒氣體。
9.3 對(duì)于低溫試驗(yàn)，試樣應(yīng)至少預(yù)冷10min。
試驗(yàn)方法A——直條和啞鈴試樣
10 設(shè)備
10.1裁刀——裁刀的外形和尺寸應(yīng)符合圖2所示。裁刀中狹窄部分的內(nèi)側(cè)應(yīng)于裁刀端面面垂直，并且至少有從裁刀端面起5mm長(zhǎng)的部分經(jīng)過(guò)拋光。裁刀外形應(yīng)保持不變，并無(wú)缺損。(見注4)
注4——可通過(guò)觀察試樣斷裂點(diǎn)來(lái)確定裁刀的情況。將斷裂試樣從夾頭上取下，沿?cái)嗔衙嫫春?，觀察試樣破壞是否發(fā)生在相同的位置。如果破壞發(fā)生在相同位置，表示裁刀在此位置可能變鈍、缺損或彎曲。
10.2 作標(biāo)線——在試樣上畫兩條標(biāo)線用來(lái)測(cè)量伸長(zhǎng)合應(yīng)變的稱為作標(biāo)線(見注5)。標(biāo)線器應(yīng)包括一個(gè)平板，平板上有兩個(gè)相互平行的凸起。凸起的表面(與平板表面平行)應(yīng)有狹長(zhǎng)的平面，兩個(gè)面保持在同一平面內(nèi)。凸起的平面寬度為0.05到0.08mm長(zhǎng)至少15mm。平板與凸起之間的角度至少為75o。兩凸起平面中心的距離應(yīng)保持在要求或目標(biāo)距離偏差的1%內(nèi)。在標(biāo)線器的背面或頂部應(yīng)包含有一個(gè)手把。
注4——如果使用接觸式引伸計(jì)則無(wú)須作標(biāo)線。
10.3 墨線標(biāo)志——使用一個(gè)扁平堅(jiān)硬的表面(硬木、金屬或塑料)來(lái)制作墨水或墨粉的標(biāo)距。墨水或墨粉應(yīng)與試樣粘合牢固，不對(duì)試樣產(chǎn)生腐蝕，并且與試樣的顏色形成對(duì)比。
10.4 夾頭——試驗(yàn)計(jì)有兩個(gè)夾頭，一個(gè)與測(cè)力計(jì)相連。
10.4.1 試驗(yàn)啞鈴試樣的夾頭應(yīng)有自緊裝置在夾頭表面產(chǎn)生恒定的壓力，隨著伸長(zhǎng)的增加夾持力也增加以防止滑動(dòng)，并且使破壞發(fā)生在試樣的狹窄部分。恒定的氣動(dòng)夾頭也同樣適用。在夾具的斷部由一特殊部位，可使試樣塞入夾具的長(zhǎng)度相同并且應(yīng)力分布均勻。
10.4.2 用于試驗(yàn)直條試樣的夾具應(yīng)有氣動(dòng)夾具，鉗形口或栓型扣，這樣可將夾具的夾持力均勻的施加在整個(gè)試樣寬度上。
11 試樣
11.1 啞鈴試樣——只要有可能，試樣應(yīng)用注射成型或從厚1.3到3.3mm的試片上裁取?？捎靡环N試驗(yàn)方法裁取試樣的厚度和尺寸(見規(guī)范D 3182)。試片可直接制作或從成品上切割打磨制備。如果試片是從成品上直接制備，那么其表面不應(yīng)有硬皮或織物等。根據(jù)規(guī)范D 3183的要求。所有試樣都應(yīng)是平行于試片長(zhǎng)度方向裁取，除非有特別規(guī)定。如果試樣是按規(guī)范D 3182制備的，其厚度應(yīng)為2.0±0.2mm，并沿材料取向方向裁切。使用C型裁刀(圖2)，用一簡(jiǎn)單的沖壓裝置，并裁切面的光滑。.
11.1.1 標(biāo)注啞鈴試樣——啞鈴試樣應(yīng)按10.2中所述劃標(biāo)線，在劃線時(shí)試樣不應(yīng)受張力。標(biāo)線應(yīng)劃在狹窄部分，與試樣中心距離相等并垂直與縱軸。兩標(biāo)線間距離為：C型、D型試樣為25.00±0.25mm；其它為50.00±0.5mm
11.1.2 啞鈴試樣厚度測(cè)量——試樣厚度應(yīng)測(cè)三點(diǎn)，一點(diǎn)在中心兩點(diǎn)在狹窄部分的兩端。取三個(gè)值的中值用來(lái)計(jì)算截面積。如試樣厚度的極差大于0.08，則該試樣作廢。試樣的寬度可按裁刀的工作部位寬度計(jì)算。
11.2 直條試樣——如無(wú)法從樣品上裁切啞鈴或環(huán)形試樣則可裁切直條試樣(如窄帶、小管或細(xì)電絕緣材料)。試樣應(yīng)足夠長(zhǎng)能塞進(jìn)夾具。標(biāo)距按11.1.1作。從管上計(jì)算試驗(yàn)截面積，應(yīng)使用管子的質(zhì)量、長(zhǎng)度和密度。截面積按下式計(jì)算：
(1)
式中：
A=截面積，cm2
M=質(zhì)量，g
D=密度，g/ cm3
L=長(zhǎng)度，cm
12 步驟
12.1 測(cè)定拉伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和屈服點(diǎn)——將啞鈴試樣裝入試驗(yàn)機(jī)的夾具，注意調(diào)整試樣夾持對(duì)稱，使拉力均勻分布在試樣截面上。這將避免試樣的拉力被高估。除有特殊要求，否則試驗(yàn)速度為500±50mm/min(見注7)。開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)并注意標(biāo)線，防止視差的影響。記錄下特殊伸長(zhǎng)時(shí)和試樣斷裂時(shí)的力值。伸長(zhǎng)可用引伸計(jì)、自動(dòng)繪圖或光學(xué)跟蹤系統(tǒng)測(cè)量。試樣斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)率的測(cè)量精度在10%以內(nèi)。計(jì)算見13。
注8——如試驗(yàn)速度為500±50mm/min時(shí)試樣的屈服點(diǎn)在20%伸長(zhǎng)以下，試驗(yàn)速度可降低為50±5mm/min。如試樣的屈服點(diǎn)仍在20%伸長(zhǎng)以下，試驗(yàn)速度可降低為5±0.5mm/min。試樣速度應(yīng)記錄。
12.2 拉伸*變形的測(cè)定——將試樣裝入6.1所述的試驗(yàn)機(jī)或裝置中見圖1。注意調(diào)整試樣夾持對(duì)稱，使拉力均勻分布在試樣截面上。夾頭分離的速度應(yīng)盡量恒定，使達(dá)到規(guī)定伸長(zhǎng)的時(shí)間為15s，保持這一伸長(zhǎng)10min。10min后立即釋放載荷，使其自由回復(fù)10min，后測(cè)量標(biāo)距內(nèi)的殘余變形，測(cè)量精度為原始距離的1%。使用秒表記錄時(shí)間。計(jì)算見13
12.3 測(cè)定扯斷*變形——試樣在被拉斷10min后，小心的將試樣拼合，測(cè)量其標(biāo)距內(nèi)的殘余變形，計(jì)算見13
13 計(jì)算
任何伸長(zhǎng)下的強(qiáng)度計(jì)算：
(2)
式中
T(XXX)=在伸長(zhǎng)(XXX)%時(shí)的強(qiáng)度，MPa
F(XXX)=特定伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力，MN
A=試樣截面積，m2
13.2 屈服強(qiáng)度計(jì)算
(3)
式中
Y(stress)=屈服強(qiáng)度，MPa
F(y)=屈服力，MN
A=試樣截面積，m2
13.3 評(píng)價(jià)屈服點(diǎn)是在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，在試樣zui終的破壞前，關(guān)于應(yīng)變的應(yīng)力變化的速度變?yōu)?并且相反的點(diǎn)。
13.4 拉伸強(qiáng)度的計(jì)算
(4)
式中
TS=拉伸強(qiáng)度，MPa
F(BE)=斷裂時(shí)的zui大力，MN
A=試樣截面積，m2
13.5 計(jì)算任何伸長(zhǎng)下的伸長(zhǎng)率；
(5)
式中
E=伸長(zhǎng)百分率(標(biāo)距內(nèi)的距離)，%
L=觀察到的試樣標(biāo)距內(nèi)距離，mm
L(0)=試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度，mm
13.6 斷裂伸長(zhǎng)率是將試樣斷裂時(shí)的L代入5式計(jì)算得出。
13.7 用5式也可計(jì)算*變形，只要將式中的L用10min后的殘余變形代入即可。
13.8 試驗(yàn)結(jié)果——試驗(yàn)結(jié)果用用三個(gè)獨(dú)立連續(xù)進(jìn)行的試樣的結(jié)果的中位值表示。有兩中特例需進(jìn)行5個(gè)試樣的試驗(yàn)，并報(bào)告5個(gè)試樣的中位值。
13.8.1 特例1——當(dāng)試驗(yàn)中的1個(gè)或2個(gè)試樣的結(jié)果不能滿足特要求的測(cè)量值。
13.8.2 特例2——對(duì)于仲裁性試驗(yàn)。
方法B——環(huán)形試樣
設(shè)備
14.1 裁刀——環(huán)形裁刀如圖3示。使用裁刀從平整的試片上裁切環(huán)形試樣，將裁刀上軸的一部分安裝入旋轉(zhuǎn)壓縮裝置，該裝置下可將試片固定在橡膠固定裝置。
14.1.1 刀片深度固定器——固定器中的圓柱形盤，其厚度應(yīng)至少比要切割的橡膠片的厚度大0.5mm。其直徑應(yīng)小于試樣的內(nèi)徑，這樣可從裁刀內(nèi)調(diào)整刀片的突出位置。見圖3
14.2 橡膠固定板——在裁切過(guò)程中用來(lái)固定橡膠的裝置，上下表面相互平行，用硬質(zhì)的聚合材料制成(硬質(zhì)膠、聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯)。在穿過(guò)板的中心位置間隔6到7mm分布這一些直徑約1.5mm的孔。所有這些孔都應(yīng)與里面的模腔相通，用以減小夾持試片用的空氣壓力。圖4就是裁切時(shí)用來(lái)夾持標(biāo)準(zhǔn)試片(約150×150×2mm).
14.3 氣壓源——使用真空泵可在夾持器模腔的中心，對(duì)試樣保持10kPa的吸力。
14.4 肥皂水——用中性的肥皂水來(lái)潤(rùn)滑裁刀。
14.5 旋轉(zhuǎn)切割——可用精密的轉(zhuǎn)孔機(jī)或者其它可提供至少30rad/s轉(zhuǎn)速的設(shè)備來(lái)切割試片。裁刀旋轉(zhuǎn)裝置應(yīng)安裝在水平面上，并有垂直定位器用來(lái)支承旋轉(zhuǎn)連桿和裁刀用的軸。轉(zhuǎn)軸的偏心距應(yīng)小于0.01mm。
14.6 內(nèi)置工作臺(tái)——應(yīng)有一個(gè)可分別沿x-y軸移動(dòng)的工作臺(tái)或其它裝置，用來(lái)夾持和定位試片，使試片與旋轉(zhuǎn)裁刀的轉(zhuǎn)軸向?qū)?yīng)。
14.7 拉力試驗(yàn)機(jī)——應(yīng)符合6.1中所述要求。
14.8 試驗(yàn)夾具——環(huán)形試樣的夾具如圖5示。試驗(yàn)機(jī)應(yīng)根據(jù)8條校準(zhǔn)。
14.9 試驗(yàn)箱——高低溫試驗(yàn)箱應(yīng)滿足6.2中的要求。
14.9.1 夾具應(yīng)不僅能適應(yīng)常溫下的試驗(yàn)。但在特殊溫度下，應(yīng)使用適宜的潤(rùn)滑有轉(zhuǎn)軸的潤(rùn)滑。
14.9.2 測(cè)力計(jì)應(yīng)適宜在工作溫度下使用或與試驗(yàn)箱絕熱良好。
14.10 測(cè)厚計(jì)——厚度計(jì)應(yīng)符合規(guī)范D 3767(方法A)的要求。
測(cè)厚計(jì)的主要部件，一個(gè)圓柱形的上測(cè)量面(縱軸沿垂直方向)高至少12mm直徑為15.5±0.5mm。為了適合小環(huán)形試樣用直徑15.5mm的測(cè)量頭測(cè)量，且測(cè)量時(shí)不會(huì)造成試樣的伸長(zhǎng)?？蓪⒅蚊娴牡撞垦刂行慕厝ヒ话?，這樣測(cè)量小試樣時(shí)就不會(huì)有干擾。也可使用曲線形的測(cè)量端。
15. 環(huán)形試樣
15.1 ASTM環(huán)形試樣——有兩種，一般情況下用1形試樣
15.1.1 試樣尺寸
1型
內(nèi)周長(zhǎng) 50.0±0.01mm
內(nèi)直徑 15.92±0.003mm
徑向?qū)挾?nbsp;1.0±0.01mm
厚度 1.0~3.3mm
2型
內(nèi)周長(zhǎng) 100.0±0.2mm
內(nèi)直徑 29.8±0.06mm
徑向?qū)挾?nbsp;2.0±0.02mm
厚度 1.0~3.3mm
15.2 ISO環(huán)形試樣——根據(jù)ISO 37試樣分為普通和小型兩種，ISO 37規(guī)定了其特定的試驗(yàn)過(guò)程。
普通
內(nèi)徑 44.6±0.2mm
外徑 52.6±0.2mm
厚 4.0±0.2mm
小型
內(nèi)徑 8.0±0.1mm
外徑 10.0±0.1mm
厚 1.0±0.1mm
15.3 從管子上裁取環(huán)形試樣——環(huán)形試樣的直徑的壁厚取絕于管子的壁厚，并應(yīng)符合產(chǎn)品的要求。
15.4 裁切試樣的制備——將刀片置于裁刀的固定器中，調(diào)整刀片深度。將裁刀置于轉(zhuǎn)壓機(jī)中，調(diào)整轉(zhuǎn)軸或工作臺(tái)，以使刀片固定器的底部高于試樣夾持板13mm。將轉(zhuǎn)軸垂直移動(dòng)的停止器縮定。這樣刀片固定器的端頭正好能刺入板的表面。將試片放入夾持器，減低腔體壓力到10kPa。用中性的肥皂水潤(rùn)濕試片表面。應(yīng)恒定的速度降低裁刀后停止，此時(shí)裁刀夾持器不應(yīng)接觸試片。如有必要重新調(diào)整刀片深度。將轉(zhuǎn)軸復(fù)位后再進(jìn)行下次裁切。
15.5 從管子上裁取試樣的制備方法——將管子中插入一個(gè)軸，軸的直徑略比管徑大。將軸和管子一起放到機(jī)床上。用機(jī)床上的刀片或削刀從樣品上裁下要求軸向厚度的試樣。對(duì)于薄壁的管子，放平后可使用有兩個(gè)平行刀片的裁刀切割。
15.6 環(huán)形試樣：
15.6.1 周長(zhǎng)——內(nèi)周長(zhǎng)可用錐形或量具測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中不能使用任何應(yīng)力來(lái)改變環(huán)形試樣的橢圓率。中位周長(zhǎng)可根據(jù)內(nèi)周長(zhǎng)、經(jīng)向?qū)挾群?pi;(3.14)。
15.6.2 徑向?qū)挾?mdash;—按14.10中的測(cè)厚計(jì)在試樣的圓周上平均分布三個(gè)測(cè)量點(diǎn)。
15.6.3 厚度——在裁切環(huán)形試樣，圓盤從內(nèi)圓到外圓的的厚度可按規(guī)范D 3767用厚度計(jì)測(cè)量。
15.6.4 截面積——截面積用徑向?qū)挾群秃穸热齻€(gè)測(cè)量值的中值計(jì)算。對(duì)于薄管壁試樣，截面積用裁刀的軸向長(zhǎng)度和壁厚計(jì)算。
16 過(guò)程
.16.1 環(huán)形試樣拉伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和屈服點(diǎn)的測(cè)定——用適宜的潤(rùn)滑有潤(rùn)滑夾具的軸，例如礦物油或硅油。應(yīng)選擇使用規(guī)定的和對(duì)材料無(wú)影響的。兩夾具軸中心的初始位置的計(jì)算和調(diào)節(jié)按下式：
(6)
式中：
IS=夾具軸中心的初始距離，mm
C(TS)=試樣的周長(zhǎng)，對(duì)1型試樣為內(nèi)徑，2型試樣為中為直徑，mm
C(SP)=夾具軸的周長(zhǎng)，mm
除有其他要求，試驗(yàn)速度為500±50媽媽民(見注7和8)。開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，并記錄力和兩夾具軸的相對(duì)位移。斷裂時(shí)記錄伸長(zhǎng)和應(yīng)力。計(jì)算見17節(jié)，
注8——使用ISO 的小環(huán)型試樣，實(shí)驗(yàn)速度100±10mm/min。
16.2 在非標(biāo)準(zhǔn)溫度下的實(shí)驗(yàn)——使用6.2中所述的試驗(yàn)箱，并閱讀注2的警告。對(duì)于高于23℃的試驗(yàn)，試樣在該溫度下預(yù)熱6±2min。對(duì)于低于室溫的試驗(yàn)，試樣應(yīng)在該溫度下調(diào)節(jié)至少10min。應(yīng)使用D 1349中的試驗(yàn)溫度。試片應(yīng)分別放入試驗(yàn)箱以滿足9.2的要求。
17 計(jì)算
17.1 除一個(gè)重要點(diǎn)外，環(huán)型試樣的應(yīng)力應(yīng)變性能計(jì)算與啞鈴或直條試樣相同。環(huán)形試樣拉伸時(shí)，圓環(huán)個(gè)邊應(yīng)力在寬度(從左到右)上的分布是不均勻的。試樣的初始內(nèi)徑小于初始外徑。因此在試樣拉伸中，內(nèi)測(cè)的應(yīng)力要大于外側(cè)，由初始尺寸不同引起的。
17.2 以下選項(xiàng)可用于計(jì)算定伸強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度。
17.2.1 定伸應(yīng)力——用環(huán)形試樣的中位周長(zhǎng)計(jì)算伸長(zhǎng)率。使用中位周長(zhǎng)的原因是，他對(duì)應(yīng)于環(huán)形試樣個(gè)邊上的平均值。
17.2.2 斷裂伸長(zhǎng)——用環(huán)形試樣的內(nèi)周長(zhǎng)作為計(jì)算的基礎(chǔ)，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)于試樣個(gè)邊上的zui大應(yīng)力。這一位置也是試樣破壞發(fā)生的起始位置。
17.3 定伸應(yīng)力的計(jì)算按13.1中2式
17.3.1 在2式(13.1)中用來(lái)確定力的伸長(zhǎng)按下式計(jì)算
(7)
式中：
E=伸長(zhǎng)，%
L=夾具間距離的增加量，mm
MC(TS)=試樣的中位周長(zhǎng)，mm
17.3.2 7式中，定伸時(shí)夾具間的距離用下式計(jì)算：
(8)
17.4 屈服點(diǎn)按13.2中式3計(jì)算
17.5 按13.3來(lái)確定屈服應(yīng)力。由于屈服應(yīng)力是用來(lái)評(píng)價(jià)材料的總體性能，用中位周長(zhǎng)來(lái)計(jì)算。
17.6 按13.4中4式計(jì)算拉伸強(qiáng)度。
17.7 斷裂伸長(zhǎng)按下式計(jì)算(見注9和10)
(9)
式中：
E= 斷裂伸長(zhǎng)，%
L=斷裂時(shí)夾具增加的距離，mm
IC(TS)=式樣的初始內(nèi)周長(zhǎng)，mm
17.8 內(nèi)周長(zhǎng)可用于兩種試樣(見15.1.1尺寸)，2型環(huán)形試樣的內(nèi)周長(zhǎng)用內(nèi)徑計(jì)算。
注9——盡當(dāng)夾具的初始間距按式7調(diào)節(jié)，才可使用式7和8。
注10—在使用本方法時(shí)應(yīng)注意，因?yàn)樵谑褂貌煌叽缬?jì)算1)定伸應(yīng)力(小于斷裂應(yīng)力)2)斷裂伸長(zhǎng)(見20.1和20.2)時(shí)，那些略低于斷裂伸長(zhǎng)(4到5%)的伸長(zhǎng)下的應(yīng)力可能會(huì)計(jì)算不出。
18 報(bào)告
18.1 報(bào)告應(yīng)有以下內(nèi)容：
18.1.1 根據(jù)13或17節(jié)的計(jì)算結(jié)果
18.1.2 試樣型號(hào)和描述，按13節(jié)裁刀型號(hào)，用美制、自制或公制單位
18.1.3 實(shí)驗(yàn)日期
18.1.4 試驗(yàn)速度
18.1.5 試驗(yàn)室溫濕度
18.1.6 試驗(yàn)溫度(如不是23±2℃)
18.1.7 如可能，硫化或(和)橡膠制備日期
19 精度于偏差(略)
20 關(guān)鍵詞(略)
