ASTM D638 : Le guide définitif des essais de traction plastique

ASTM D638 est la norme d'essai la plus courante pour déterminer les propriétés de traction des plastiques renforcés et non renforcés. L’utilisation des plastiques étant à un niveau record, il est essentiel que les fabricants soient capables d’évaluer correctement la résistance mécanique de leurs matériaux. Ce guide est conçu pour vous présenter les éléments de base d'un essai de traction plastique ASTM D638, y compris un aperçu de l'équipement, des logiciels et des échantillons nécessaires. Cependant, toute personne envisageant d'effectuer des tests ASTM D638 ne devrait pas considérer ce guide comme un substitut adéquat à la lecture de la norme complète.

ASTM D638 est réalisé en appliquant une force de traction à un échantillon et en mesurant diverses propriétés de l'échantillon sous contrainte. Elle est réalisée sur une machine d'essai universelle (également appelée machine d'essai de traction) à des vitesses de traction allant de 1 à 500 mm/min jusqu'à ce que l'éprouvette se brise (cède ou casse). Bien que la norme ASTM D638 mesure de nombreuses propriétés de traction différentes, les suivantes sont les plus courantes :
Résistance à la traction – la quantité de force qui peut être appliquée à un plastique avant qu'il ne cède (s'étire de manière irréparable) ou ne se brise.
Module de traction – dans quelle mesure un matériau peut se déformer (s'étirer) en réponse à une contrainte avant de céder. Le module est une mesure de la rigidité du matériau.
Allongement – l’augmentation de la longueur entre repères après rupture divisée par la longueur entre repères d’origine. Un plus grand allongement indique une ductilité plus élevée.
Coefficient de Poisson : mesure de la relation entre la mesure dans laquelle un matériau est étiré et son épaisseur au cours du processus d'étirement.

Il existe de nombreuses méthodes de test différentes pour différents types de plastiques. ASTM D638 s'applique uniquement aux échantillons de plastique rigide d'une épaisseur comprise entre 1,00 mm et 14 mm. Si votre échantillon est une feuille ou un film de moins de 1,00 mm d'épaisseur, il doit être testé selon la norme ASTM D882. Bien qu'elle fournisse des résultats similaires à la norme ISO 527-2, la norme ASTM D638 n'est pas considérée comme techniquement équivalente en raison des différences dans la taille des échantillons et les exigences des tests. Alors que certains grands fabricants multinationaux testent à la fois ASTM D638 et ISO 527-2, la plupart de nos clients démontrent une préférence pour l'une ou l'autre norme en fonction de leur situation géographique. Les fabricants nord-américains testent généralement selon la norme ASTM D638, tandis que ceux d'Europe et d'Asie testent principalement selon la norme ISO 527-2. Les clients en Chine testent également selon ASTM D638 et ISO 527-2.

Il existe cinq types d'éprouvettes autorisés pour la norme ASTM D638, dont la taille diffère en fonction de l'épaisseur de l'éprouvette et de la quantité de matériau disponible. Les plus couramment utilisés sont les échantillons de type I, qui mesurent 3,2 mm d'épaisseur et sont généralement créés par moulage par injection. Les spécimens de type I ont une longueur totale de 165 mm et une largeur de 13 mm, avec une longueur de jauge de 50 mm. Les échantillons plats sont généralement moulés, découpés ou usinés en forme d'os de chien ou d'haltère, ce qui garantit que la cassure se produit au centre de l'échantillon plutôt qu'au niveau des zones de serrage. En plus des éprouvettes plates, la norme ASTM D638 permet également de tester des tubes et des tiges rigides, qui doivent tous deux également être usinés en forme d'os de chien. Dans les cas où le matériel est limité, de nombreux laboratoires utiliseront des échantillons de type IV ou de type V. Les dimensions requises pour les échantillons de type IV sont les mêmes que celles requises pour la découpe C ASTM D412, ce qui signifie que la même découpe peut être utilisée. Les spécimens de type V sont les plus petits, avec une longueur de jauge de seulement 0,3 po.

Tous les échantillons doivent être mesurés avant les tests conformément à la norme ASTM D5947. La plupart des micromètres classiques devraient convenir pour effectuer ces mesures. Pour que le système de test affiche les mesures de contrainte plutôt que simplement les mesures de force, les opérateurs seront invités à saisir la surface de la section transversale (ou l'épaisseur et la largeur) de l'éprouvette, car Contrainte = Force / Surface de la section transversale (elle est affichée en unités de Psi, Pa, kPa, GPa, etc.).
Les échantillons découpés ou usinés doivent être mesurés individuellement, mais les opérateurs utilisant des échantillons moulés par injection n'ont besoin de mesurer qu'un seul échantillon d'un lot d'échantillons à condition qu'il soit prouvé que la variation dans ce lot d'échantillons est inférieure à 1 %. Les éprouvettes moulées par injection sont souvent produites avec un angle de dépouille au lieu d'être parfaitement carrées, ce qui doit être pris en compte lors de la mesure de l'éprouvette. Assurez-vous toujours que les mesures de largeur sont prises au centre de l'angle de dépouille.
La fonction de dispositif de mesure automatique d'échantillons de Bluehill Universal permet aux opérateurs de connecter jusqu'à deux micromètres ou appareils de mesure à l'ordinateur et de saisir les données directement dans le logiciel. Cela élimine les risques d’erreurs de saisie et augmente l’efficacité.