Propiedades de tracción de plásticos según ASTM D638
Guía completa para realizar un ensayo de resistencia a la tracción en plásticos según ASTM D638
Escrito por: Sammi Sawdey
Editado por: Nick Erickson
Revisado por: Frank Lio
Actualizado: 11 de marzo de 2026
La norma ASTM D638 es una de las normas de ensayo más utilizadas para evaluar las propiedades de tracción de plásticos reforzados y no reforzados, proporcionando a los fabricantes e ingenieros de materiales una metodología fiable para evaluar el rendimiento mecánico y garantizar la calidad del producto. A medida que el uso global de plásticos continúa creciendo, comprender la resistencia a la tracción, el alargamiento y el módulo es esencial para seleccionar los materiales adecuados y mantener el cumplimiento de las especificaciones de la industria.
Esta guía completa explica las mediciones y cálculos clave definidos en la norma ASTM D638, compara el método con normas de tracción relacionadas, detalla los tipos de probetas y los requisitos de preparación, y describe el equipo de ensayo —desde mordazas y extensómetros hasta sistemas totalmente automatizados— necesario para lograr resultados precisos y repetibles. También incluye respuestas a preguntas frecuentes para ayudar a los usuarios a realizar ensayos según ASTM D638 con confianza.
Encuentre información sobre otras aplicaciones en nuestra base de conocimientos sobre ensayos de plásticos.
Mediciones clave en ASTM D638
Según la norma ASTM D638, se aplica una fuerza de tracción mediante una máquina de ensayos universal —a velocidades de ensayo que oscilan entre 1 y 500 mm/min— hasta que la probeta cede o se rompe.
La fluencia se define como el punto en el que el material pasa de la región de deformación elástica a la deformación plástica. En otras palabras, el punto en el que el material comienza a deformarse permanentemente bajo tensión.
Si bien la norma ASTM D638 cubre una serie de propiedades de tracción, normalmente se informan las siguientes:
- Resistencia a la tracción – La tensión máxima alcanzada por el material.
- Módulo de elasticidad – Una medida de rigidez que refleja cuánto se deforma un material en respuesta a la tensión antes de ceder.
- Alargamiento – El cambio en la longitud calibrada con respecto a la longitud calibrada original hasta que la probeta cede; un valor más alto indica mayor ductilidad.
- Deformación nominal – El cambio en la separación de las mordazas con respecto a la separación original de las mordazas. La deformación nominal se informa si un material cede hasta que se rompe.
- Coeficiente de Poisson – Este cálculo opcional muestra la relación entre la deformación axial y transversal.
¿Es ASTM D638 la norma adecuada para su material?
La selección de la norma correcta depende de diversos factores, incluido el tipo de probeta, el espesor y los requisitos de uso final. La norma ASTM D638 se aplica a probetas de plástico rígido de entre 1 y 14 mm de espesor. Si su muestra es una lámina delgada o película de menos de 1 mm, debe consultar la norma ASTM D882.
ASTM D638 frente a ISO 527-2
Si bien la norma ASTM D638 proporciona resultados similares a la norma ISO 527-2, técnicamente no son equivalentes debido a diferencias en las dimensiones y los requisitos de ensayo.
Existen algunas preferencias regionales en cuanto a qué norma se utiliza comúnmente:
- América del Norte: ASTM D638
- Europa: ISO 527-2
- China: ambas normas se utilizan ampliamente
Las plantillas de métodos preconfiguradas para ASTM D638, ISO 527-2 y otras normas de ensayo de plásticos están disponibles en el módulo de aplicaciones de Bluehill® Universal, lo que le permite modificar o utilizar el método tal cual.
Tipos de probeta
Existen cinco tipos de probetas para la norma ASTM D638, cada una con sus propias dimensiones según el espesor de la probeta, la cantidad de material disponible y/o el rendimiento durante el ensayo.
- Tipo I: Normalmente se selecciona cuando hay abundante material disponible; esta es la opción preferida por la norma.
- Tipo II: Se recomienda cuando el material no falla dentro de la sección calibrada estrecha al ensayarse con dimensiones de Tipo I.
- Tipo III: Obligatorio para todos los materiales de más de 7 mm de espesor y hasta (sin exceder) 14 mm.
- Tipo IV: Se utiliza cuando se necesitan comparaciones directas entre materiales con diferentes características de rigidez (p. ej., no rígidos frente a semirígidos).
- Tipo V: Se elige cuando el suministro de material es limitado o tiene un coste prohibitivo. También puede utilizarse al preparar un gran número de probetas en un espacio de trabajo restringido, como durante ensayos ambientales.
Dimensiones de las probetas
| Tipo I | Tipo II | Tipo III | Tipo IV | Tipo V | |
|---|---|---|---|---|---|
| Espesor (mm) | ≤ 7 | ≤ 7 | 7 - 14 | ≤ 4 | ≤ 4 |
| Anchura total (mm) | 19 | 19 | 29 | 19 | 9.53 |
| Anchura calibrada - Sección reducida (mm) | 13 | 6 | 19 | 6 | 3.18 |
| Longitud total (mm) | 165 | 183 | 246 | 115 | 63.5 |
| Longitud - Sección reducida (mm) | 57 | 57 | 57 | 33 | 9.53 |
| Longitud calibrada (mm) | 50 | 50 | 50 | 25 | 7.62 |
Consulte la norma para obtener una lista completa de las dimensiones requeridas: ASTM D638.
Preparación de probetas
Las probetas planas se moldean, troquelan o mecanizan comúnmente en forma de hueso de perro (pesa). Esta geometría garantiza que la rotura se produzca dentro de la sección calibrada en lugar de en las áreas de sujeción. La norma ASTM D638 también permite ensayar tubos y varillas rígidos; estos deben mecanizarse en forma de hueso de perro para concentrar la falla en el centro y garantizar una distribución uniforme de la tensión.
Medición de probetas
La anchura y el espesor de las probetas deben medirse antes del ensayo según la norma ASTM D5947 (Métodos de ensayo estándar para dimensiones físicas de probetas de plásticos sólidos); la mayoría de los micrómetros son adecuados para este propósito. Las mediciones de anchura y espesor deben tomarse en el centro del material y dentro de 5 mm desde cada extremo de la longitud calibrada.
Las muestras troqueladas o mecanizadas deben medirse individualmente.
Para probetas moldeadas por inyección, puede medir una sola muestra de un lote si se demuestra que la variación en el lote de muestras es inferior al 1 %. Las probetas moldeadas por inyección suelen tener un ángulo de desmoldeo, en lugar de ser perfectamente cuadradas. En este caso, las mediciones de anchura deben tomarse en el centro del ángulo de desmoldeo para mantener la coherencia.
Para mostrar la tensión (en lugar de solo la fuerza) en el software de ensayo, se necesita el área de la sección transversal.
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Consejo de eficiencia:
Utilice la función Dispositivo de medición automática de probetas de Bluehill Universal para conectar hasta dos micrómetros o dispositivos de medición similares. Cuando está habilitada, las mediciones se capturan directamente desde el dispositivo y se introducen automáticamente en el software, eliminando la entrada manual, reduciendo errores y mejorando el rendimiento.
Las probetas deben cargarse perpendicularmente a las caras de las mordazas, sin inclinación, y utilizar lo siguiente:
- Caras de las mordazas cercanas a la misma anchura que la probeta para facilitar una alineación visual sencilla.
- Mordazas que alinearán la probeta en el centro de la cadena de carga — se recomiendan las de acción lateral neumática y las de acción de cuña.
- Un dispositivo de alineación de probetas montado en el cuerpo de la mordaza. Esta barra de tope ajustable garantiza una colocación consistente y repetible en todas las pruebas.
Caras de mordazas de aproximadamente la misma anchura que la probeta para facilitar la alineación visual.
Mordazas que alineen la probeta en el centro de la cadena de carga; se recomiendan las mordazas neumáticas de acción lateral y las mordazas de acción de cuña.
Recomendamos lo siguiente para abordar las fuerzas previas a la prueba no deseadas:
- Un dispositivo de alineación de probetas montado en el cuerpo de la mordaza. Esta barra de tope ajustable garantiza una colocación consistente y repetible en todos los ensayos.
- Configure Bluehill Universal para normalizar las fuerzas entre probetas y eliminar la holgura/fuerza de compresión, asegurando líneas de base consistentes.
- Cuando las mordazas sujetan inicialmente la probeta, se pueden introducir fuerzas de compresión. Si no se manejan adecuadamente, estas fuerzas pueden distorsionar los resultados o incluso dañar el material antes del ensayo.
Cálculos y resultados
Configure Bluehill Universal para normalizar las fuerzas entre probetas y eliminar la holgura o fuerza de compresión, garantizando líneas de base consistentes.
Al presentar los resultados de las pruebas, es importante asegurarse de que los términos estén correctamente definidos para cumplir con la norma y permitir la comparabilidad entre laboratorios. Un error común en los informes para ASTM D638 es usar la deformación del extensómetro cuando se requiere la deformación nominal.
La deformación nominal se define por ASTM D638 como la deformación medida a partir del desplazamiento del cabezal, no del extensómetro. ¿Por qué? Los plásticos a menudo no se deforman de manera homogénea. La deformación puede concentrarse en una pequeña región debido al estriccionamiento.
Al presentar los resultados del ensayo, es importante garantizar que los términos estén correctamente definidos para el cumplimiento de la norma y la comparabilidad entre laboratorios. Un error común al informar según ASTM D638 es utilizar la deformación del extensómetro donde se requiere la deformación nominal.
La deformación nominal se define en la norma ASTM D638 como la deformación medida a partir del desplazamiento del cabezal móvil, no del extensómetro.
Módulo
Los plásticos a menudo no se deforman de manera homogénea. La deformación puede concentrarse en una pequeña región debido a la estricción.
Los enfoques comunes incluyen:
- Módulo secante – Una línea trazada desde cero hasta un punto definido por el usuario en la curva tensión-deformación; útil cuando el material no presenta una región lineal verdadera.
- Módulo de Young – El más común, este enfoque determina una pendiente a través de múltiples regiones e informa la pendiente más pronunciada mediante un ajuste por mínimos cuadrados.
El software Bluehill Universal incluye una herramienta automática de cálculo del módulo de Young, o los usuarios pueden definir un número específico de regiones.
Equipo de prueba recomendado para ASTM D638
Sistema de prueba
La prueba según ASTM D638 se realiza en una máquina de ensayo universal, como la Serie 6800 de Instron. La capacidad típica del sistema depende de las cargas máximas previstas:
- Equipo de ensayo recomendado para ASTM D638
- Sistema de ensayo
Los ensayos según la norma ASTM D638 se realizan en una máquina de ensayos universal, como la serie 6800 de Instron. La capacidad típica del sistema depende de las cargas máximas previstas:
Mordazas de tracción
Una presión de agarre segura y consistente ayuda a prevenir el deslizamiento, un problema común observado en plásticos que se adelgazan bajo tensión.
- Para la mayoría de los plásticos, suele ser suficiente un sistema de ensayo con una capacidad de fuerza de 5 kN o 10 kN (1.124 lbf o 2.248 lbf).
- Para fuerzas que excedan los 10 kN, se recomiendan las mordazas de acción de cuña manuales con caras de mordaza dentadas, que ofrecen una sujeción robusta y un diseño autoajustable que mantiene la probeta segura mientras se somete a tracción.
Se recomiendan mordazas neumáticas de acción lateral con caras de mordaza dentadas para plásticos rígidos. Su diseño neumático garantiza una fuerza de sujeción consistente, incluso cuando el material se vuelve más delgado durante el ensayo.
Mordaza de acción de cuña manual
Extensómetros
El módulo de elasticidad es una de las propiedades calculadas más importantes de ASTM D638. Para capturar el módulo con precisión, se necesita un dispositivo de medición de deformación adecuado.
Mordaza neumática de acción lateral
Extensómetros de contacto
Un extensómetro de contacto es un dispositivo de longitud calibrada fija que se fija manualmente antes del ensayo y se retira en la fluencia o justo antes de la rotura. Para medir el coeficiente de Poisson, se puede añadir un extensómetro de contacto transversal para capturar el cambio de anchura en la región elástica. También se puede utilizar un extensómetro de contacto biaxial para registrar la deformación axial y transversal simultáneamente.
Automatización para demandas de alto rendimiento
Los laboratorios con necesidades de pruebas de alto volumen deberían explorar la automatización para acelerar los flujos de trabajo y aumentar el rendimiento. Estas soluciones van desde actualizaciones semiautomatizadas hasta sistemas de prueba totalmente automatizados.
Un extensómetro de vídeo sin contacto es capaz de capturar datos de módulo y es particularmente útil para ensayos no ambientales con cámaras ambientales, incluidos escenarios de calentamiento y enfriamiento. Debido a que se monta fuera de la cámara de temperatura, evita las fluctuaciones de temperatura que se producen cuando se abre la puerta de la cámara durante el ensayo. Un ejemplo de este tipo de extensómetro es el extensómetro de vídeo avanzado AVE3 de Instron.
Automatización para demandas de alto rendimiento
- Los laboratorios con necesidades de ensayo de alto volumen deben explorar la automatización para acelerar los flujos de trabajo y aumentar el rendimiento. Estas soluciones van desde actualizaciones semiautomatizadas hasta sistemas de ensayo totalmente automatizados.
- Pruebas extendidas más allá del final del turno, aumentando el número de muestras diarias
- Colocación, alineación y sincronización más consistentes en grandes lotes
- Los sistemas totalmente automatizados, como el AT3 de Instron con movimiento de 3 ejes o el AT6 configurado con robot de 6 ejes, pueden integrar la medición de probetas, el marcado de probetas, la manipulación de materiales, el ensayo, la medición de deformación y la retirada de probetas. Algunas configuraciones pueden procesar cientos de probetas sin intervención del operador.
Preguntas frecuentes
Aunque la ISO 527-2 es similar a la ASTM D638 —ambas miden las propiedades de tracción de los plásticos—, no son técnicamente equivalentes debido a las diferencias en las dimensiones de las probetas, las velocidades de prueba y los requisitos de procedimiento específicos.
Los beneficios incluyen:
Nota final
Esta guía proporciona una visión general de los elementos clave involucrados en una prueba ASTM D638; sin embargo, no sustituye a la norma oficial. Cualquier persona que planee realizar esta prueba debe consultar la norma completa para obtener instrucciones completas y requisitos de cumplimiento.
Sobre el autor
Sammi Sawdey
Sammi Sawdey es ingeniera de aplicaciones sénior en Instron, especializada en pruebas de plásticos y caracterización de materiales. Con una profunda experiencia en metodologías de pruebas estáticas, asesora a clientes de una amplia gama de industrias sobre cómo optimizar sus sistemas de prueba para lograr precisión, eficiencia y cumplimiento. El papel de Sammi requiere un compromiso continuo con las últimas normas ASTM e ISO, las tendencias emergentes de la industria y las mejores prácticas, lo que le permite guiar a los clientes hacia resultados de prueba fiables y de alta calidad.
