ASTM D638は、強化されたプラスチックと非強化プラスチックの引張特性を決定するための最も一般的なテスト標準です。プラスチックの使用が史上最高であるため、メーカーが材料の機械的強度を適切に測定できることが重要です。このガイドは、必要な機器、ソフトウェア、およびサンプルの概要を含む、ASTM D638プラスチック引張試験の基本要素を紹介するように設計されています。ただし、ASTM D638テストを実施することを計画している人は誰でも、このガイドを完全な標準を読むための適切な代替品と見なされるべきではありません。

ASTM D638は、サンプル標本に引張力を適用し、ストレス下で標本のさまざまな特性を測定することにより実行されます。標本が故障するまで（収量または破損）まで、1〜500 mm/minの範囲の引張速度で、ユニバーサルテストマシン（引張試験機とも呼ばれる）で実施されます。 ASTM D638は多くの異なる引張特性を測定しますが、以下が最も一般的です。
引張強度 - プラスチックが生成する前にプラスチックに適用できる力の量（取り返しのつかないほど）または壊れます。
引張弾性率 - ストレスが生じる前に、ストレスに応じてどれだけの材料を変形させることができるか。弾性率は、材料の剛性の測定です。
伸び - 休憩後のゲージの長さの増加を元のゲージ長で割った。伸長が大きくなると、延性が高いことが示されます。
ポアソンの比率 - 材料がどれだけ伸びているかと、ストレッチプロセス中にどれだけ薄くなるかの関係の測定。
さまざまな種類のプラスチックにはさまざまなテスト方法があります。 ASTM D638は、厚さが1.00 mmから14 mmの剛性プラスチックサンプルにのみ適用されます。サンプルが厚さ1.00 mm未満のシートまたはフィルムの場合は、ASTM D882にテストする必要があります。 ISO 527-2と同様の結果を提供しますが、ASTM D638は、試験片のサイズとテスト要件の違いにより、技術的に同等とは見なされません。一部の大規模な多国籍メーカーはASTM D638とISO 527-2の両方をテストしますが、ほとんどの顧客は、地理的位置に基づいて、ある標準または他の標準の好みを示しています。北米のメーカーは通常、ASTM D638にテストしますが、ヨーロッパとアジアのメーカーは主にISO 527-2をテストします。中国の顧客は、ASTM D638およびISO 527-2を等しくテストします。これらのテスト方法はすべて、最も人気のあるASTMおよびISO標準の事前に構成されたメソッドテンプレートであるBluehill®ユニバーサルのアプリケーションモジュールにあります。
ほとんどのASTM D638テストは、テーブルトップユニバーサルテストマシンで実行されます。 5 kNまたは10 kN（1125または2250 lbf）システムが最も一般的ですが、強化されたプラスチックと複合材料が強度の増加として、30 kNまたは50 kNシステムなどの高容量ユニットが必要になる場合があります。
標本を引張機の内側にしっかりと保持することが重要です。サイドアクション鋸歯状の顎の顔を備えた空気圧グリップは、しばしば硬いプラスチックを保持するのに最適なグリップです。空気圧グリップでは、グリッピング力は空気圧によって維持されます。これは、試験中に標本の厚さが大幅に変化したとしても一定のままです。通常、強化された材料でのみ見られる10 kNを超える力の場合、手動のウェッジアクショングリップが推奨されます。
ASTM D638には5つの許容標本タイプがあり、試験片の厚さと利用可能な材料の量に応じてサイズが異なります。最も一般的に使用されるのは、厚さ3.2 mmで、一般に射出成形によって作成されるタイプI標本です。タイプI標本の全長は165 mm、幅は13 mmで、ゲージ長は50 mmです。平らな標本は、通常、成形、ダイカット、または「ドッグボーン」または「ダンベル」形状に機械加工されており、クランプエリアではなく試料の中心で破損が発生するようにします。平らな標本に加えて、ASTM D638では、剛性チューブとロッドのテストも可能になります。どちらもドッグボーン形状に機械加工する必要があります。材料が制限されている場合、多くのラボはタイプIVまたはV型標本を使用します。タイプIV標本に必要な寸法は、ASTM D412ダイカットCに必要な寸法と同じです。つまり、同じダイカットを使用できます。タイプV標本は最小で、ゲージの長さはわずか0.3インチです。
すべての標本は、ASTM D5947に従ってテストする前に測定する必要があります。ほとんどの典型的なマイクロメートルは、これらの測定を実行するのに適している必要があります。ストレス=力 /断面領域（これはPSI、PA、KPA、GPAなどの単位で示されているため、テストシステムが強制測定ではなくストレス測定を表示するために、オペレーターは標本の断面面積（または厚さと幅）を入力するように求められます。
ダイカットまたは機械加工されたサンプルは個別に測定する必要がありますが、射出成形標本を使用する演算子は、サンプルロットの変動を提供するサンプルロットから単一のサンプルを測定するだけで、1％未満であることが証明されています。射出成形標本は、しばしば完全に正方形であるのではなく、ドラフト角度で生成されます。これは、試験片を測定するときに考慮する必要があります。幅の測定値がドラフト角の中心にあることを常に確認してください。
Bluehill Universalの自動検体測定デバイス機能により、オペレーターは最大2つのマイクロメートルまたは測定デバイスをコンピューターに接続し、データをソフトウェアに直接入力できます。これにより、入力エラーの可能性がなくなり、効率が向上します。
適切にテストするためには、標本を顎の顔に垂直に保持する必要があり、角度で傾いていません。標本の不整合は結果に大きなばらつきを引き起こす可能性があり、試験片がすべてテストごとに一貫して一貫して整列するように適切な注意を払う必要があります。不整合に対処する1つの方法は、標本と同じ幅に近い顎面を使用して、視覚的に調整を調整することを比較的簡単にすることです。しかし、不整合を防ぐ最も簡単な方法は、グリップボディに直接取り付ける標本アライメントデバイスを使用することです。これは、調整可能な停止点を提供するシンプルなバーであるため、オペレーターは標本が正しく整列されていることを簡単に伝えることができます。
テストの実行に備えてグリップがプラスチック標本に締められた場合、不要な圧縮力が頻繁に適用されます。これらの力は、微細ではありますが、適切に処理されない場合はテスト結果を妨げる可能性があります。試験片が挿入された後にバランスが取れないことが重要です。これにより、結果がオフセットされるためです。 Bluehill Universalソフトウェアは、複数の標本の力を正規化し、スラックまたは圧縮力を除去し、標本間の一貫した結果を確保するようにプログラムできます。 6800シリーズのユニバーサルテストマシンでは、テストの動作制限が定義される前に、テストのセットアップフェーズ中に試験片またはシステムの損傷を防ぐように設計された試料保護の使用もお勧めします。電源を入れると、標本保護はクロスヘッドを自動的に調整して、不要な力を一定の制限に抑えます。
弾力性の弾性率 - 標本が引張力に応じてどれだけ伸ばすか、変形するか - は、ASTM D638プラスチック引張試験によって収集された最も重要なタイプのデータの1つです。ユーザーは、このデータを収集するために、適切なひずみ測定デバイス（伸縮計）が必要です。測定モジュラスの伸縮計は、ASTM E83クラスB-2に準拠する必要があります。
実験室のニーズに応じて、いくつかの拡張計オプションが利用可能です。最も単純なタイプは、固定ゲージの長さ2630シリーズクリップオン伸縮計です。オペレーターは、各テストの開始時にこれを標本に直接クリップし、標本が収穫された後または標本が壊れる前に削除する必要があります。 POI0のテストの場合
テスト結果を提示する場合、標準の順守を確保し、異なる研究所間のデータ比較を促進するために、用語が適切に定義されていることを確認することが重要です。データレポートの最も一般的な間違いは、誤った結果につながる可能性のある誤ったソース（クロスヘッドの代わりに拡張計）を使用してひずみ値を報告することです。
プラスチックのテスト基準は、使用されているテスト方法に応じて異なる方法で定義される名目ひずみと呼ばれる用語を指します。 ASTM D638の場合、公称ひずみは、伸筋からではなく、クロスヘッド変位から測定されるひずみとして定義されます。これは、プラスチックが均質に分解しないためであり、株はしばしばサンプルの不均衡に小さな部分、「ネッキング」と呼ばれる特性に焦点を合わせているためです。首または降伏点を持っている材料の場合、伸縮計のゲージ長の外側でネッキングが発生する可能性があるため、切断時の伸び率は伸び計を介して報告することはできません。したがって、名目上のひずみを使用して、降伏後の任意のポイントで伸長率を報告する必要があります。破損時のひずみに伸び計を使用することは、株が標本全体で均質であり、ネッキングや収量を示さない場合にのみ許容されます。
異なる動作を示すプラスチックは、テストの弾性部分を適切にキャプチャするために、異なる弾性率計算を使用する必要がある場合があります。ほとんどの最新のテストソフトウェアにより、弾性計算のカスタマイズが可能になります。結果の一貫性を確保するには、モジュラスの計算方法を理解することが重要です。
真の線形部分を示さない材料の場合、通常、ゼロと曲線上のユーザー定義ポイントの間に弾性線を作成します。セグメントモジュラス計算は、指定された開始点とエンドポイントの間に最適なラインを形成し、最小二乗フィットを実行します。最も一般的には、ヤング率の計算が使用され、多くの領域で勾配を決定し、最小二乗フィットを介して最も急な勾配を報告します。 Bluehill Universalを使用すると、ユーザーは多くの領域を定義するか、自動ヤングモジュラス計算を使用できます。
大量のテストニーズを備えたラボの場合、テストプロセスをスピードアップし、完全に自動化されたテストシステムを含むスループットを増加させるために、引張機のセットアップをいくつか変更できます。完全に自動化されたシステムは、標本測定、試料の荷重、テスト、および除去を組み込むように設計されており、オペレーターの相互作用なしに何時間も実行できます。これらのシステムは、人為的エラーによる変動性を低下させるのに役立ち、オペレーターが家に帰ったときに結果を得るためにシフトが終了した後に走ることができます。