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ASTM 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、 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 B

2.3 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

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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 500±50mm/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 1000±100mm/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 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。

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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。

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。

8.1.7 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 23±2℃。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 50±5%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

方法 B 应预热 6±2min。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。

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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直与纵轴。 两标线间距离为：