ASTMD395-2003壓縮永久變形中文版

1、精選文檔編號：D 395-03橡膠性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法壓縮永久變形此測試方法屬于 ASTM D 11橡膠委員會的工作范圍，是其下屬D11.10物理測試子委員會的直接責(zé)任。目前的版本在2008.3.1批準(zhǔn)，2008.07出版。原始的版本在 1934年批準(zhǔn)。上一個版本在 2003年批準(zhǔn)，編號為 D395-03. 如需參照 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)，訪問ASTM 網(wǎng)站 ，或聯(lián)系A(chǔ)STM 客戶服務(wù) S.如需要ASTM 標(biāo)準(zhǔn)年鑒 的內(nèi)容信息，瀏覽 ASTM網(wǎng)站的標(biāo)準(zhǔn)索引頁。3測試方法概要3.1用撓力或規(guī)定的力壓縮試樣，并在規(guī)定的溫度下保持規(guī)定的時間。3.2在試樣在

2、合適的裝置內(nèi)，在規(guī)定的條件下經(jīng)過特定時間的壓縮變形后，取出試樣，等待30分鐘，測量試樣此項標(biāo)準(zhǔn)在固定編號 B 117下發(fā)布，緊隨編號的數(shù)字表示標(biāo)準(zhǔn)采納的年度，如果是修正，數(shù)字表示最后一次修正的年度。在括號 內(nèi)的數(shù)字表示最后一次重申批準(zhǔn)的年度。上標(biāo)表示自最后一次修正或重申批準(zhǔn)以來的編輯改動。此項標(biāo)準(zhǔn)已被批準(zhǔn)供美國國防部下屬機(jī)構(gòu)使用。1 范圍1.1本測試方法測試應(yīng)用中會在氣體或液體媒介中承受壓力的橡膠。本測試方法特別適用于在機(jī)械固定器件， 減震器，封條中使用的橡膠。本測試方法包含以下兩種方法：測試方法小節(jié)A 空氣中恒定力下的壓力永久變形7-10B空氣中恒定撓力下的壓力永久變形11-141.2測試方

3、法可以選擇，但是應(yīng)考慮用于與測試結(jié)果關(guān)聯(lián)的實際情況下使用的橡膠的性質(zhì)。除非在具體的規(guī)范 中有其他規(guī)定，應(yīng)使用測試方法B。1.3測試方法B不適用于硬度大于 90IRHD的硫化橡膠。1.4以國際單位（SI）為單位的數(shù)值應(yīng)被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)。在括號內(nèi)的數(shù)值起參照作用。1.5此項標(biāo)準(zhǔn)不包括與其應(yīng)用有關(guān)的所有的安全隱患。此項標(biāo)準(zhǔn)的使用者有責(zé)任在使用前建立合適的安全健康規(guī)范以及決定法規(guī)限制是否適用2參考文件22.1 ASTM 標(biāo)準(zhǔn):D1349橡膠規(guī)范-測試的標(biāo)準(zhǔn)溫度D 3182混合標(biāo)準(zhǔn)化合物及制備標(biāo)準(zhǔn)硫化橡膠薄片用橡膠材料、設(shè)備及工序的標(biāo)準(zhǔn)實施規(guī)程D 3183橡膠實施規(guī)范-從橡膠制品中制備試驗?zāi)康挠迷嚻珼 37

4、67橡膠的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程-尺寸測量D 4483評定橡膠和炭黑制造工業(yè)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)的精度的實施規(guī)程E 145重力對流式和強(qiáng)制通風(fēng)式烘爐的規(guī)范的殘留變形。3.3在測量殘留變形后，根據(jù)Eq1和Eq2計算壓縮永久變形。4.意義和用途4. 1壓縮永久變形測試用于測量在長時間受壓后，橡膠化合物保持彈性的能力。實際情況下的壓力可能包括持續(xù)的撓力，持續(xù)的已知力，時短時續(xù)的壓力產(chǎn)生的交替變形和恢復(fù)。雖然后者也產(chǎn)生壓力永久變形，它的效果 更接近于壓縮撓曲和滯后測試。因此，壓力永久變形測試主要適用于靜態(tài)力的使用環(huán)境。測試經(jīng)常在高溫下進(jìn) 行。5試樣5.1可以使用來自相同樣品的2個(選項1)或3個(選項2)相同的試樣。選項

5、1的壓力永久變形應(yīng)為兩個試樣的平均值，表示為百分比；選項2的壓力永久變形應(yīng)為三個試樣的中間值，表示為百分比。5.2標(biāo)準(zhǔn)測試試樣應(yīng)從實驗室準(zhǔn)備的平面上切割，形狀為圓形。5.2.1試樣的尺寸為：尺寸A1B2厚度，mm (in.)12.510.56.010.2(0.4910.02)(0.240.01)直徑，mm (in.)29.010.513.0 蘭 0.2(1.140.02)(0.510.01)A類型1試樣可用于方法A,B.B類型2僅用于方法B。5.2.2在切割標(biāo)準(zhǔn)試樣時，具有 5.2.1中規(guī)定的內(nèi)部尺寸的圓形裁刀應(yīng)在鉆床上旋轉(zhuǎn)，并用肥皂溶液潤滑。在切 割邊緣與試樣平面邊緣之間的距離最小為13mm

6、 (0.51in.)。切割壓力應(yīng)越小越好，以最小化切割邊的翹彎。裁刀應(yīng)仔細(xì)維護(hù)，使切割邊緣保持鋒利并沒有割口。5.3制作標(biāo)準(zhǔn)試樣的另一個方法是直接模制具有測試方法要求的和5.2.1規(guī)定的尺寸的圓形試樣。注1-應(yīng)注意如果樣品平面和模制試樣如在相同的溫度下進(jìn)行相同時長的烘培固化，兩者的狀態(tài)不會完全相同。模制的試樣的固 化程度會更高。如果要使按不同測試方法得岀的測試結(jié)果具有可比性，一定要調(diào)整烘培時間。注2-為了達(dá)到模制試樣的一致性和較小的公差，應(yīng)規(guī)定模具的尺寸，彌補(bǔ)模具的收縮。帶有溢流槽，腔厚度為13.0二0.1mm(0.510 ).004in.)，腔直徑為29.2HD.05mm (1.148也00

7、2in.)的雙片模可以為方法A,B提供類型1試樣。腔厚度為 6.30.3mm(0.25血012in.)，腔直徑為13.2d0.1mm (0.52 d0.004in.)的相似模具可以為方法B提供類型2試樣。5.4當(dāng)要用從厚度大于5.2.1中厚度的硫化橡膠制成的試樣替代標(biāo)準(zhǔn)試樣，應(yīng)首先用鋒利的刀橫切樣品，然后拋光以達(dá)到規(guī)范D 3183中要求的厚度。5.5準(zhǔn)備試樣的另一個方法是將從根據(jù)規(guī)范D 3182制備的樣品片切割的，尺寸符合5.2.1規(guī)定，切割方法符合5.2.2規(guī)定的圓形試樣疊合起來。如果在切割試樣是沒有鉆床，用切割裁刀一次切割試樣。5.5.1圓形試樣疊合時應(yīng)不使用粘合劑。疊合后的厚度要達(dá)到規(guī)定

8、厚度。疊合試樣應(yīng)平滑，平坦，厚度一致。對于類型1試樣，疊合的圓形試樣的數(shù)量不應(yīng)超過7個；對于類型2試樣，疊合的數(shù)量不應(yīng)超過4個。5.5.2在挪移疊合試樣和將疊合試樣放入測試裝置時應(yīng)將圓形表面保持水平并與圓柱軸垂直。5.5.3從疊合試樣得出的結(jié)果可能與單片試樣的出的結(jié)果不同，并且結(jié)果可能變動，特別是在圓形層中間有空氣的情況下。精選文檔表1壓力永久變形測試-測試方法A的類型1精度結(jié)果，%材料平均值單個實驗室A多個實驗室ASrr(r)SrR(R)11.73(%)0.0500.1428.20.1900.5431.1226.10.8982.549.72.376.7125.7A Sr=單個實驗室標(biāo)準(zhǔn)差 r

9、=重復(fù)性（測量單位）（r）=重復(fù)性（百分比）Sr=多個實驗室標(biāo)準(zhǔn)差R=再現(xiàn)性（測量單位）（R）=再現(xiàn)性（百分比）5.5.4只有用相同方法準(zhǔn)備的試樣的結(jié)果才可以相互比較。5.6對于常規(guī)測試或產(chǎn)品規(guī)格測試，有些情況下準(zhǔn)備不同大小或形狀的試樣會更加方便。當(dāng)使用這些試樣時， 僅可以比較相似形狀或大小的試樣的測試結(jié)果，而不能與標(biāo)準(zhǔn)試樣的結(jié)果比較。在這些情況下，產(chǎn)品規(guī)格應(yīng)標(biāo) 明大小和形狀。如果不能從產(chǎn)品取得試樣，測試方法和允許限度應(yīng)有買賣雙方共同決定。6處理6.1在長于24小時，短于60天的時間內(nèi)儲存所有硫化橡膠試樣或產(chǎn)品樣品。當(dāng)硫化日期未知時，在收到貨物 60天內(nèi)測試代表貨物的試樣。6.2在切割試樣前讓

10、拋光的試樣休息至少30分鐘。6.3在測試前將試樣放置在溫度為23二2C （73.4二3.6 F）的環(huán)境中至少3小時。壓力永久變形性能受大氣濕度影響的試樣應(yīng)在相對濕度控制在50 _5%的大氣環(huán)境下放置至少 24小時。7精度和偏差37.1此精度和偏差小節(jié)根據(jù)規(guī)范D 4483編制。有關(guān)術(shù)語和數(shù)據(jù)計算請參照規(guī)范D 4483.3支持?jǐn)?shù)據(jù)已在 ASTM國際總部存檔，可以通過索要研究報告RR:D11-1138獲得。7.2用于方法A,B的兩種橡膠制成的試樣被供應(yīng)給5個實驗室。相同試樣的數(shù)量為 2,測試在兩個測試日進(jìn)行。對于方法A,B，測試結(jié)果都是兩個試樣的平均值。7.3 一個實驗室沒有進(jìn)行方法A測試，所以方法

11、 A的精度數(shù)據(jù)是從4個實驗室取得的。7.4表1 , 2給出了類型1精度結(jié)果。表2壓力永久變形測試-測試方法B的類型1精度結(jié)果，%材料平均值單個實驗室A多個實驗室ASrr(r)SrR(R)113.7(%)0.5911.6712.21.544.3631.8252.80.5671.603.05.9216.831.7A Sr=單個實驗室標(biāo)準(zhǔn)差 r=重復(fù)性（測量單位）（r）=重復(fù)性（百分比）Sr=多個實驗室標(biāo)準(zhǔn)差R=再現(xiàn)性(測量單位)(R)=再現(xiàn)性(百分比)7.5偏差-在測試方法統(tǒng)計術(shù)語里。偏差是指測試平均值與參考或?qū)嶋H性能值的差異。因為所測性能的值完全 由此測試方法定義，所以不存在參考值。應(yīng)此，偏差不

12、能被測定。測試方法A空氣中恒定力下的壓力永久變形8裝置8.1千分測試盤根據(jù)規(guī)范D3767，方法A1的用于測量試樣厚度的千分測試盤8.2壓力裝置由施力彈簧，兩個平行的壓力片組成。壓力裝置由框架或螺紋螺栓固定。壓力裝置的裝配方法應(yīng) 使其可移動，并在施力后能夠保持壓力片的平行。施加的力應(yīng)符合8.2.1或8.2.2的規(guī)定。8.2已校施力彈簧-應(yīng)使用螺絲釘裝置向已校彈簧施力。彈簧應(yīng)由經(jīng)合適熱處理的彈簧鋼制成，彈簧應(yīng)磨平， 磨平面與彈簧長軸垂直。圖1是一個合適的壓力裝置。彈簧應(yīng)符合以下要求：彈簧應(yīng)在室溫23二5 C( 73.4 _9 T )下校正。連續(xù)施以遞增的力遞增幅度不超過 250N (

13、 50lbf )，測量相應(yīng)的變形長度，取精度為0.2mm ( 0.01in.)。在1.8kN(400lbf)的力下，力與變形距離的曲線的斜率應(yīng)為70 _3.5kN/m(400 _20lbf/in.)斜率用相應(yīng)的變形長度除以 1.8kN上下的兩個力獲得。在彈簧被裝入壓力裝置，在1.8kN(400lbf)的力下被壓縮，在溫度為70 2C( 158 _3.6T )的熱空氣爐中加熱一周后，由于疲勞造成彈簧原始尺寸的變化不應(yīng)超過3mm (0.01in.)。在常規(guī)的使用中，在一年的時長內(nèi)，每周對尺寸的檢查得出的尺寸變化不應(yīng)超過上述值。壓緊彈簧(壓至各線圈接觸)所需的最小力應(yīng)為

14、2.4kN(530lbf).圖1壓力永久變形測試方法A使用的帶有已校彈簧壓力裝置8.2.2外部力的施加-在試樣裝入裝置后，應(yīng)向壓力片和彈簧施加必要的外部力。可以使用已校的壓力器械或已知重量的重物。應(yīng)使用螺栓，螺母或其他裝置來防止在撤銷外部力后彈簧原先的壓緊也被釋放。彈簧應(yīng)含有 與8.2.1中特征基本相同的特征，但不需校正。圖2展示了一個合適的壓力裝置。8.3壓力片用于壓縮試樣的壓力片應(yīng)由足夠厚度的鋼制成，從而在壓力下不會彎曲。8.3.1試樣接觸的表面應(yīng)有鉻涂層，并在每次測試前徹底清洗然后擦干。8.3.2與試樣接觸的鋼表面應(yīng)先經(jīng)最大為250m(10m)的粗糙度處理，然后鍍上鉻并磨光。8.3.3鉻

15、鍍層和其后的磨光不應(yīng)超出8.3.2中的公差范圍影響最終表面處理。注3-有關(guān)壓力片接觸表面粗糙度的規(guī)格僅能在制造或翻新階段測定，因為在常規(guī)使用中的測定非常困難。裝置的合適程度由使用者決定。8.4熱空氣爐應(yīng)符合規(guī)范E 145中IIB型實驗室熱空氣爐的規(guī)格。圖壓力永久變形測試方法 A使用的外部施力壓力裝置8.4.1規(guī)范E 145描述的IIB型熱空氣爐在70C以下可以取得滿意的結(jié)果。對于更高的溫度，必須使用IIA型熱空氣爐。8.4.2內(nèi)部尺寸應(yīng)如下，或具有相同體積：熱空氣爐的內(nèi)部尺寸最小300300 300mm(12 12 12 in.)最大900900 1200mm(36 36 48 in.)精選文

16、檔843試樣的擺放方式應(yīng)使其不互相接觸或接觸老化容器壁844老化容器的加熱媒介內(nèi)部空氣應(yīng)流動，氣壓為大氣壓。845熱量來源種類是可選擇的，但熱源應(yīng)位于老化容器外，空氣供應(yīng)裝置中。8.4.6應(yīng)使用合適的位于容器的上中部，靠近試樣的測試裝置來記錄實際老化溫度。8.4.7應(yīng)使用恒溫控制裝置自動控制溫度。8.4.8為了使老化容器各部分達(dá)到精確均勻的溫度，應(yīng)采取以下特殊預(yù)防措施：應(yīng)通過機(jī)械攪動使熱空氣在熱空氣爐內(nèi)充分流動。當(dāng)使用馬達(dá)驅(qū)動的風(fēng)扇，空氣必須不與馬達(dá)的刷形放電接觸，以防止臭氧生成。應(yīng)使用折流板防止局部過熱和死角。恒溫控制裝置應(yīng)位于能夠精確控制加熱媒介溫

17、度的地方。最好的位置是8.4.6中的溫度測試裝置的附近。應(yīng)使用位于熱空氣爐各個部分的最高讀數(shù)溫度計來核實加熱的均勻程度。9程序9.1測量原始厚度-測量試樣的原始厚度，取精度為0.02mm（O.OOlin.）。將試樣放在千分刻度盤的砧鐵上，使壓腳測量試樣中心的厚度。9.2壓力的使用 將試樣裝入裝置，小心地將試樣放在壓力片的中間以防止傾斜。如使用已校彈簧裝置（見圖1），擰緊螺絲釘，直到刻度上讀出的變形數(shù)據(jù)與校準(zhǔn)曲線上對應(yīng)于1.8kN（400lbf）的力彈簧變形相同。當(dāng)使用外部施力裝置時（見圖2），用壓力機(jī)械或重物對裝置施力。在使用重物時，應(yīng)逐漸添加放置突然的重壓。螺栓和螺母的緊固程度

18、應(yīng)剛好保持試樣和彈簧一開始的變形。在擰緊螺栓時，一定不能施加其他的力。9.3測試時間和溫度 根據(jù)可能的使用環(huán)境為壓力永久變形測試選擇溫度和時長。在對比測試中，使用相同的溫度和加熱時間。建議選擇規(guī)范D1349中的溫度。建議的測試時長是22小時和70小時。當(dāng)放入裝置時，試樣的溫度應(yīng)為室溫。在組裝完成后2小時內(nèi)將裝置放入熱空氣爐，在選定的測試溫度下放置必要的時間。熱空氣爐中的空氣應(yīng)干燥。在測試結(jié)束后，從熱空氣爐取出裝置，馬上取出試樣冷卻。9.4冷卻周期冷卻時試樣應(yīng)擺放在導(dǎo)熱能力低的表面上（如木頭）30分鐘，然后測量最終的厚度。在標(biāo)準(zhǔn)實驗室溫度23 _2C （ 73.4 _3.6T ）下進(jìn)行冷卻。壓力

19、永久變形性能受濕度影響的試樣應(yīng)在相對濕度為50 _5%的空氣中冷卻。9.5最終厚度測定-在休息期結(jié)束后，按照 9.1在試樣中心測試最終厚度。10計算10.1按以下公式計算表示為原始厚度百分比的壓力永久變形。Ca 二（t。-tj/t。 100（1）Ca=表示為原始厚度百分比的壓力永久變形（方法 A）to =原始厚度（見9.1）ti =最終厚度（見9.5）11報告11.1報告以下信息：11.1.1試樣的原始尺寸，包括原始厚度to11.1.2試樣上的實際壓力，由彈簧的校正曲線和彈簧變形讀數(shù)（見8.2.1）或外部力量大小決定。11.1.3從夾緊裝置取出30分鐘后的厚度ti精選文檔11.1.4試樣類型，

20、測試時間和溫度11.1.5表示為原始厚度百分比的壓力永久變形11.1.6使用的測試方法（方法 A）11.1.7測試試樣的數(shù)量測試方法B-空氣中恒定撓力下的壓力永久變形12裝置12.1千分測試盤根據(jù)規(guī)范D3767，方法A1的用于測量試樣厚度的千分測試盤注4對于硬度低于35IRHD的硫化橡膠，壓腳上的力應(yīng)被降至0.2 ：0.05N （0.04 _0.01lbf）12.2墊片 用于維持方法 B需要的恒定撓力。12.2.1用于1型樣品的墊片的厚度應(yīng)為9.5_0.02mm（0.375_0.001in.）12.2.2用于2型樣品的墊片的厚度應(yīng)為4.50_0.01mm（ 0.1770 _0.0005in.）

21、12.3壓力裝置 如圖3所示，壓力裝置有兩個或兩個以上的壓力片組成，試樣在壓力片平行的表面間被壓 縮。為了達(dá)到13.2中的壓縮率，應(yīng)在試樣兩側(cè)放置鋼墊片以控制試樣在壓縮時的厚度。與試樣接觸的鋼表面應(yīng) 先經(jīng)最大為250m（10m）的粗糙度處理，然后鍍上鉻并磨光。（見注3）12.4熱空氣爐，見 8.4圖3恒定撓力下的壓力永久變形測試方法B的裝置12.5壓力片用于壓縮試樣的壓力片應(yīng)由足夠厚度的鋼制成，從而在壓力下不會彎曲。12.5.1試樣接觸的表面應(yīng)有鉻涂層，并在每次測試前徹底清洗然后擦干。12.5.2與試樣接觸的鋼表面應(yīng)先經(jīng)最大為250m（1om）的粗糙度處理，然后鍍上鉻并磨光12.5.3 8.3

22、.3鉻鍍層和其后的磨光不應(yīng)超出8.3.2中的公差范圍影響最終表面處理。13程序13.1測量原始厚度-測量試樣的原始厚度，取精度為0.02mm（ 0.001in.）。將試樣放在千分刻度盤的砧鐵上，使壓腳測量試樣中心的厚度。13.2壓力的使用 將試樣放入壓力裝置的壓力片間，試樣兩邊都應(yīng)有墊片，墊片與試樣間應(yīng)有足夠的距離 來容納壓縮時試樣的側(cè)向延伸（見圖3）當(dāng)使用潤滑劑時，應(yīng)僅敷一層，并且潤滑劑不應(yīng)對橡膠有作用。對于大多數(shù)目的，可以使用硅膠或氟素矽膠。擰緊螺栓，使壓力片平均地接近試樣，直到接觸試樣。壓縮率應(yīng)約為 25%?？梢允褂煤线m的機(jī)械或液壓設(shè)備來加速測試設(shè)備的運(yùn)作。13.3測試時間和溫度 根據(jù)可

23、能的使用環(huán)境為壓力永久變形測試選擇溫度和時長。在對比測試中，使用相同的溫度和加熱時間。建議選擇規(guī)范D1349中的溫度。建議的測試時長是22小時和70小時。當(dāng)放入裝置時,試樣的溫度應(yīng)為室溫。在組裝完成后2小時內(nèi)將裝置放入熱空氣爐，在選定的測試溫度下放置必要的時間。熱空氣爐中的空氣應(yīng)干燥。在測試結(jié)束后，從熱空氣爐取出裝置，馬上取出試樣冷卻。13.4冷卻周期冷卻時試樣應(yīng)擺放在導(dǎo)熱能力低的表面上（如木頭）30分鐘，然后測量最終的厚度。根據(jù)9.4維持冷卻周期的狀況。13.5最終厚度測定-在休息期結(jié)束后，按照13.1在試樣中心測試最終厚度。14計算14.1按以下公式計算表示為原始厚度百分比的壓力永久變形。Cb 二（t。ti）/（t。tn） 100（2）CB=表示為原始厚度百分比的壓力永