ASTM D638：塑膠拉伸測試權威指南

樣品對齊

為了正確測試，樣品必須垂直於夾具面，不能傾斜。樣品未對齊可能導致結果出現重大變異，應該注意確保所有樣品在每次測試時都保持一致的對齊。解決未對齊問題的一種方法是使用與樣品寬度接近的夾具面，這樣可以較容易地進行視覺對齊調整。但防止未對齊的最簡單方法是使用直接安裝在夾具本體上的樣品對齊裝置。這是一個簡單的桿，提供可調節的停止點，使操作員可以輕鬆判斷樣品是否正確對齊。

在準備進行測試時，當夾具夾緊塑膠試樣時，經常會施加不必要的壓縮力。如果不妥善處理，這些微小的力可能會干擾測試結果：重要的是，在插入試樣後不要平衡這些力，因為這會導致結果出現偏差。Bluehill Universal 軟體可以被設定為在多個試樣間標準化力度並消除任何鬆弛或壓縮力，確保試樣之間的結果一致性。在 6800 系列 萬能材料試驗機上，我們也建議使用 試樣保護 功能，該功能旨在防止在測試設定階段（在定義測試操作限制之前）對試樣或系統造成損壞。啟用試樣保護功能後，它會自動調整 橫梁 以將任何不必要的力保持在特定限制以下。

觀看這個影片以了解更多關於樣品保護的資訊。

拉伸測試用延伸計

彈性模量 – 樣品對拉伸力的拉伸或變形程度 – 是 ASTM D638 塑膠拉伸測試收集的最重要數據類型之一。使用者需要適當的應變測量裝置 – 延伸計 – 來收集這些數據。用於測量模量的延伸計必須符合 ASTM E83 B-2 級標準。

根據實驗室的需求，有幾種延伸計選項可供選擇。最簡單的類型是固定標距的 2630 系列夾式延伸計。操作員必須在每次測試開始時將其直接夾在樣品上，並在樣品屈服後或斷裂前將其移除。如果測試泊松比，必須添加  橫向延伸計以測量樣品彈性區域內寬度的變化。獨立的橫向延伸計可用於補充現有的夾式或自動延伸計，或者可以使用  雙軸裝置同時測量軸向和橫向應變。

AutoX750 是一種無需測試操作員干預即可自動附著於試樣的延伸計。這對於需要高通量的實驗室特別有用，因為它消除了操作員手動操作的耗時需求，並且在大量試樣上提供更一致的放置。一致的放置可以獲得更可重複的模量值。如果需要按照其他標準（如 ASTM D790）進行測試，自動延伸計還提供了在單一設備上使用不同標距長度的靈活性。通常，被測試的塑膠最終將在非環境條件下使用。為了模擬這些最終使用應用，ASTM D638 測試在溫度箱內進行，可以使用加熱或冷卻（LN2 或 CO2）。在這些情況下，建議使用 非接觸式先進視頻延伸計（AVE2）。AVE 2 允許在不需要測試操作員開關溫度箱並在測試期間造成溫度波動的情況下收集模量數據。

計算和結果

在呈現測試結果時，重要的是確保正確定義術語，以確保符合標準並促進不同實驗室之間的數據比較。數據報告中最常見的錯誤是使用錯誤的來源（使用延伸計而不是橫梁）報告應變值，這可能導致結果有很大差異。

塑膠測試標準提到一個稱為標稱應變的術語，根據使用的測試方法有不同的定義。對於 ASTM D638，標稱應變被定義為從橫梁位移測量的應變，而不是從延伸計測量的應變。這是因為塑膠不會均勻地破壞，應變通常集中在樣品的不成比例的小部分，這種性質稱為「頸縮」。對於任何發生頸縮或有屈服點的材料，斷裂延伸率不能通過延伸計報告，因為頸縮可能發生在延伸計的標距長度之外。因此，必須使用標稱應變來報告屈服後的任何點的延伸率百分比。只有當應變在整個樣品中均勻且不表現出頸縮或屈服時，使用延伸計測量斷裂應變才是可接受的。

模量

表現出不同行為的塑膠可能需要使用不同的模量計算方法來適當捕捉測試的彈性部分。大多數現代測試軟體允許自定義模量計算。了解模量的計算方式對於確保結果的一致性至關重要。

對於不呈現真正線性部分的材料，通常建議使用割線模量，在零點和曲線上任何使用者定義點之間建立模量線。段模量計算在指定的起點和終點之間形成最佳擬合線，並執行最小二乘法擬合。最常用的是楊氏模量計算，它確定多個區域的斜率，並通過最小二乘法擬合報告最陡峭的斜率。Bluehill Universal 允許使用者定義區域數量或使用自動楊氏模量計算。