ASTMD638是測定增強(qiáng)與非增強(qiáng)塑料的拉伸性能的最常用試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于塑料用途非常廣泛，制造商能否正確測量材料的機(jī)械強(qiáng)度具有極為重要的意義。本指南旨在幫助你了解ASTMD638塑料拉伸試驗(yàn)的基本要素，包括對所需設(shè)備、軟件及樣品的概括介紹。但對于任何打算實(shí)施ASTMD638試驗(yàn)的人來說，它都不能取代閱讀完整的標(biāo)準(zhǔn)。

衡量的內(nèi)容什么？
ASTMD638主要是對試樣施加拉力并測量其在應(yīng)力下的力學(xué)特性。它在一臺電子萬能試驗(yàn)機(jī)（也稱為拉伸試驗(yàn)機(jī)）上實(shí)施，拉伸速度范圍為1-500mm/分鐘，直至樣品失效（屈服或斷裂）。盡管ASTMD638能夠測量多種不同的拉伸特性，但最常見的是下面幾種：
拉伸強(qiáng)度——某個塑料在屈服（不可恢復(fù)地拉伸）或斷裂前被施加的力的大小。
拉伸模量——某個材料在屈服前由于經(jīng)受應(yīng)力而發(fā)生變形（拉伸）的程度。模量是一個衡量材料剛度的指標(biāo)。
延伸率——斷裂后標(biāo)距長度的增加值除以原標(biāo)距長度。延伸率越大，表明延展性越好。
泊松比——用于衡量某材料拉伸程度與拉伸過程中變薄程度之間的關(guān)系。
試樣類型
對于ASTMD638，有五種允許的試樣類型，尺寸根據(jù)試樣厚度和材料可用量的不同而有差異。最常用的是I類試樣，厚度3.2mm，一般通過注塑成型方式制成。I類試樣總長度165mm，寬13mm，標(biāo)距長度50mm。平板試樣通常通過模壓、沖切或機(jī)加工方式制成狗骨形或啞鈴形，以確保斷裂出現(xiàn)在試樣中心，而非夾持區(qū)域。除了平板試樣外，ASTMD638還允許對剛性管件和桿件進(jìn)行測試，但也都要先加工成啞鈴型試樣。
ASTMD638啞鈴型試樣

在材料受限的情況下，很多實(shí)驗(yàn)室會采用IV類或V類試樣。IV類試樣的尺寸要求與ASTMD412沖切C相同，這意味著可采用同樣的沖切。V類試樣尺寸最小，標(biāo)距長度僅有0.3英寸。

試樣測量
所有試樣都必須在試驗(yàn)前依照ASTMD5947進(jìn)行測量。大多數(shù)常見測微計(jì)都能用于這些測量。要想讓試驗(yàn)系統(tǒng)顯示應(yīng)力測量值，而不僅僅是力測量值，操作員需要輸入試樣的橫截面積（或厚度和寬度），因?yàn)閼?yīng)力=力/橫截面積（單位為Psi、Pa、kPa、GPa等）。
經(jīng)過沖切或機(jī)加工的樣品需要逐個測量，而注塑成型的試樣，只需從整批樣品中拿出一件樣品來測量即可——如能證明整批中的差異率小于1%的話。注塑成型的試樣往往帶有一個脫膜角，而非完美的直角，測量試樣時必須考慮到這一點(diǎn)。注意始終要在脫膜角中心處進(jìn)行寬度測量。

并將數(shù)據(jù)直接輸入到軟件中。這樣可避免發(fā)生人為輸入錯誤的可能并提高效率。
萬能試驗(yàn)系統(tǒng)
大多數(shù)ASTMD638試驗(yàn)都能在臺式萬能試驗(yàn)機(jī)上完成。5kN或10kN（1125或2250lbf）系統(tǒng)最常見，但隨著增強(qiáng)塑料和復(fù)合材料的強(qiáng)度的增加，可能需要更高的容量單位（如30kN或50kN系統(tǒng)）。

夾具

將試樣安全夾持在試驗(yàn)機(jī)上非常重要。帶鋸齒狀夾面的氣動平推夾具往往是固定硬質(zhì)塑料的最佳夾具。有了氣動夾具，就能通過空氣壓力維持夾緊力，這樣即使試樣厚度在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)較大變動，也能保持穩(wěn)定。對于超過10kN的力（通常在增強(qiáng)材料上才能見到），手動楔型夾具是首選。

示意圖：萬能試驗(yàn)機(jī)上的夾具、夾面和試樣對準(zhǔn)裝置
試樣對準(zhǔn)
試樣必須保持垂直于夾面，而無歪斜，以確保正確測試。試樣錯位可能導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)較大的差異，因此應(yīng)注意確保每一次試驗(yàn)，都做到一致的試樣對中性。

良好對中性與對中不佳試樣的差別

解決錯位的一個方法是使用寬度與試樣接近的夾面，這樣更便于進(jìn)行目測調(diào)節(jié)。但最簡便的防錯位方法是使用一個直接安接到夾具本體上的試樣對準(zhǔn)裝置。它其實(shí)就是一個桿子，能提供可調(diào)節(jié)的止動點(diǎn)，讓操作員輕松掌握試樣對準(zhǔn)情況。
在我們?yōu)榱藴?zhǔn)備試驗(yàn)而將夾具夾固到塑料試樣上后，就會頻繁向其施加壓縮力。如果得不到正確處理，這些力（盡管很微?。┛赡軙蓴_試驗(yàn)結(jié)果。試樣在插入后是否保持平衡很重要，若不平衡會造成結(jié)果的偏差。用戶可以對軟件進(jìn)行編程，以便在多個試樣之間對力的大小進(jìn)行規(guī)范并去除任何松弛力或壓縮力，確保在試樣之間取得一致的結(jié)果。在萬能試驗(yàn)機(jī)上，我們還推薦使用試樣保護(hù)，它能防止試樣或系統(tǒng)在試驗(yàn)裝設(shè)階段受到損壞（在設(shè)定試驗(yàn)的操作極限以前）。開啟后，試樣保護(hù)會自動調(diào)整“橫梁”，將不需要的力控制在一定限度內(nèi)。
拉力試驗(yàn)機(jī)用引伸計(jì)
彈性模量——試樣在拉力下發(fā)生拉伸或變形的程度，它是ASTMD638塑料拉伸試驗(yàn)收集的最重要的數(shù)據(jù)之一。為了收集該數(shù)據(jù)，用戶需要一臺合適的應(yīng)變測量裝置——引伸計(jì)。用于測量模量的引伸計(jì)必須符合ASTME83ClassB-2的要求。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室具體需求，有多種引伸計(jì)選項(xiàng)供用戶選擇。最簡單的類型是標(biāo)距長度固定的夾裝式引伸計(jì)。操作員必須在每次試驗(yàn)開始時將其直接夾到試樣上，并在試樣屈服后或斷裂前將其取下。

自動引伸計(jì)

如果進(jìn)行泊松比測試，還需要一個橫向引伸計(jì)，用以測量整個試樣彈性區(qū)域上寬度的變化?？梢允褂靡粋€獨(dú)立式的橫向引伸計(jì)，作為對現(xiàn)有夾裝式或自動引伸計(jì)的補(bǔ)充，或者也可使用雙軸引伸計(jì)來同時測量軸向和橫向應(yīng)變。
計(jì)算與結(jié)果
提供試驗(yàn)結(jié)果時，務(wù)必要正確定義術(shù)語，以確保符合標(biāo)準(zhǔn)并且便于不同實(shí)驗(yàn)室之間的數(shù)據(jù)對比。
應(yīng)變測量
數(shù)據(jù)報(bào)告中最常見的錯誤是使用不正確的來源（引伸計(jì)而非橫梁）報(bào)告應(yīng)變值，這樣可能會導(dǎo)致結(jié)果差異巨大。
塑料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)涉及到一個被稱為“標(biāo)稱應(yīng)變”的術(shù)語，其定義根據(jù)所采用的試驗(yàn)方法而有不同。對于ASTMD638而言，標(biāo)稱應(yīng)變指的是通過橫梁位移（而非引伸計(jì)）測得的應(yīng)變。這是因?yàn)樗芰喜粫鶆虻刈冃?，?yīng)變往往是集中在樣品的某一部分上，這種特性被稱為“頸縮”。對于任何頸縮或具有屈服點(diǎn)的材料，都不能通過引伸計(jì)來報(bào)告斷裂伸長率，因?yàn)轭i縮有可能出現(xiàn)在引伸計(jì)標(biāo)距長度之外。因此必須采用標(biāo)稱應(yīng)變來報(bào)告屈服后任一點(diǎn)處的延伸率（%）。只有當(dāng)應(yīng)變在整個試樣上均勻分布，不會出現(xiàn)頸縮或零屈服時，方可使用引伸計(jì)。