astm d638 – 03 standard test method for tensile properties of … · 2018. 2. 26. · astm d638...

ASTM D638 – 03 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics

R&B INC.

ASTM D638 Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics1

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1. Scope 1.1 본 실험방법은 표준 Dumbbell 형상 시편을 사전처리, 온도, 습도, 실험장비 속도 등의 정의된 조건에서 비강화 되거나 강화된 플라스틱의 인장특성을 결정하는 시험이다. 1.2 본 실험방법은 두께 14mm[0.55 in.]까지의 재료에 사용될 수 있다. 그러나 얇은 판재의 경우, 필름 층을 포함하여 1.0mm[0.04 in.]이상의 두께가 되어야 한다. Test methods D 882가 권장되는 실험방법이다. 두께 14mm [0.55 in.]이상의 재료는 가공에 의해 두께를 감소시켜야 한다. 1.3 본 실험방법은 상온에서 포아슨 비를 결정할 수 있는 옵션을 포함한다. NOTE 1—본 실험방법과 ISO 527-1는 기술적으로 동등하다. NOTE 2—본 실험방법은 정밀한 물리적 절차를 포함하는 것을 지향하지 않는다. 실험의 크로스헤드 이동의 일정한 속도는 요구되는 이론적 표준 점으로부터 훨씬 멀어지게 되는 것으로 인식된다, 크로스헤드 이동 속도 와 시편의 게이지마크 사이에서 변형 속도가 넓은 차이를 나타낼 수 있다, 실험속도는 소성상태에서 재료의 특징에 대한 중요한 영향을 나타내지 않을 수 있다. 게다가, 본 절차에서 허용되는 시편 두께의 다양성은 시편의 표면적 비의 다양성을 발생시킬 수 있으며, 이런 다양성은 실험결과에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로, 여기에서는 직접적으로 비교할 수 있는 결과가 요구되므로, 모든 시편은 같은 두께를 가져야 한다. 특별 추가 실험은 좀 더 정밀한 물성 값이 요구될 경우 실시한다. NOTE 3—본 실험방법은 페놀레진 이나 층상 재료의 실험에 사용될 수 있다. 그러나 전기절연재료일 경우, 해당 재료는 Test Method D 229와 D 651을 준수하여 실험되어야 한다. NOTE 4—20GPa보다 높은 계수의 연속 및 불연속 방위를 갖는 레진 기지 층 복합체의 인장특성의 경우, Test Method D3039/D3039M을 준수하여 실시되어야 한다. 1.4 본 실험방법으로 구해진 실험데이터는 공학설계에 사용하기에 적합하다. 1.5 SI 단위 값은 표준으로 인정한다. 괄호 안의 값은 단순 정보용이다. 1.6 이 자료는 안전에 관련하여 언급하지 않았으며 사용하기 전 안전에 관련된 절차의 확립은 그 사용자에게 책임이 있음을 알려둔다. 2. Referenced Documents 2.1 ASTM Standards: 2 D 229 Test Methods for Rigid Sheet and Plate Materials Used for Electrical Insulation D 412 Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers—Tension D 618 Practice for Conditioning Plastics for Testing D 651 Test Method for Tensile Strength of Molded Electrical Insulating Materials D 882 Test Methods for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting D 883 Terminology Relating to Plastics D 1822 Test Method for Tensile-Impact Energy to Break Plastics and Electrical Insulating Materials D 3039/D 3039M Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials D 4000 Classification System for Specifying Plastic Materials D 4066 Classification System for Nylon Injection and Extrusion Materials D 5947 Test Methods for Physical Dimensions of Solid Plastic Specimens E 4 Practices for Force Verification of Testing Machines E 83 Practice for Verification and Classification of Extensometer E 132 Test Method for Poisson’s Ratio at Room Temperature E 691 Practice for Conducting an Interlaboratory Study to Determine the Precision of a Test Method 2.2 ISO Standard: 3 ISO 527-1 Determination of Tensile Properties 3. Terminology 3.1 정의-본 실험에 사용된 용어의 정의는 Terminology D 883과 Annex A2에 나타난다. 4. Significance and Use 4.1 본 실험방법은 플라스틱 재료의 사양과 조절을 위한 인장특성 데이터를 산출하기 위해 고안되었다. 이와 같은 데이터는 정량화와 연구 및 개발에 유용하게 사용된다. 많은 재료에서, 실험방법의 사용이 요구되는 사양이 있지만 사양을 고수할 때 우선순위에 있어 어떤 절차상의 수정이 이루어 질 수도 있다. 그러므로, 본 실험방법을 사용하기 전에 재료의 사양을 참조할 것을 권고한다. 분류 D4000에서의 표1은 현존하는 ASTM 재료 표준을 나열하였다. 4.2 인장특성은 시편준비와 실험 속도와 환경에 따라 달라질 수 있다. 결과적으로, 정밀한 비교결과가 요구되면, 해당 인자는 조심스럽게 조절되어야 한다.


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4.2.1 재료는 재료준비 방법 없이 실험될 수 없다고 인식해야 한다. 그러므로, 비교실험이 요구될 때, 실험이 시편준비의 영향을 포함하지 않는 이상, 모든 시편이 같은 방법으로 정확하게 준비될 수 있게 각별한 주의가 필요하다. 또한, 공급된 시편 내에서 재료의 평가 및 비교실험을 위해, 초고 수준의 세부 준비, 처리, 취급에서 최고수준의 균일성을 가져야 한다. 4.3 인장특성은 공학용 소성설계에 대하여 유용한 데이터를 공급한다. 그러나 많은 플라스틱은 변형속도와 환경조건에 대해 높은 감도를 갖기 때문에, 본 실험방법에 의해 얻어지는 데이터는 이 실험방법의 것과 넓게 다른 하중-시간 및 환경에 관한 적용의 유효성을 고려할 수 없다. 유사하지 않은 경우, 대부분의 플라스틱은 실용성의 제한에 대한 어떤 신뢰할 수 있는 평가도 이루어 질 수 없다. 변형의 속도와 환경의 감도는 인장특성이 공학설계목적일 경우 넓은 하중-시간(충격과 크립 포함)와 환경조건의 범위를 필요로 한다. NOTE 5—플라스틱에서 진 탄성한계의 존재가 논란이 되기 때문에, “탄성계수”의 용어를 사용한다. 플라스틱의 강성 및 단단함을 나타내기 위해 수용된 정의는 심각하게 문제가 되었다. 플라스틱 재료의 정확한 응력-변형특성은 응력속도, 온도, 시편이전의 가공절차와 같은 인자에 크게 영향을 받는다. 그러나, 플라스틱의 응력변형 곡선은 본 실험방법에서와 같이 결정되는데, 거의 항상 낮은 응력에서 직선 구간을 나타내고, 이 곡선에 접하여 그려진 직선은 일반적으로 정의된 탄성계수를 계산할 수 있다. 플라스틱의 임의의 성질과 시간, 온도, 그리고 유사한 인자가 존재한다면, 상수는 매우 유용하다. 4.4 Poisson’s Ratio—고체재료에 일축 인장력이 가해질 때, 고체재료는 가해진 힘의 방향으로 늘어나게 된다. 그러나 플라스틱은 가해진 힘에 대해 양쪽 측면 치수에서 수축이 일어난다. 고체재료가 균일하고 등방성이면, 재료는 가해진 힘에 대해 탄성을 유지한다. 측면변형은 축 변형에 관한 상수를 산출한다. 이 상수를 포아슨 비라고 하며 일축응력에서 세로변형에 대한 가로변형의 비로 정의된다. 4.4.1 포아슨 비는 힘이 가해지면 모든 치수가 변하는 것에 대한 고려와 구조적 분석에 대한 탄성의 일반적 이론적용이 요구되는 구조 설계에 사용된다. NOTE 6—포아슨 비 결정의 정확성은 일반적으로 가로변형 측정의 정확성에 의해 제한된다. 왜냐하면 이 측정에서 퍼센트 오차는 일반적으로 축 변형 측정에서 보다 일반적으로 크기 때문이다. 절대 양보다는 비율이 측정되기 때문에, Extensometer 계산인자의 상대 값을 정확하게 알고자 할 때 필요하다. 또한, 가해진 하중은 정확하게 알 필요가 없다. 5. Apparatus 5.1 Testing Machine—크로스헤드 이동방식으로 일정한 속도의 실험장비이며 기본적으로 다음사항을 포함한다. 5.1.1 Fixed Member—고정되거나 기본적으로 고정되어 하나의 그립을 보유한 구성 5.1.2 Movable Member—두 번째 그립을 보유한 이동 가능한 구성 5.1.3 Grips—실험장비의 고정인자와 이동인자 사이의 시편 고정을 위한 그립은 고정되거나 자체정렬 될 수 있다. 5.1.3.1 고정형 그립은 실험장비의 고정인자와 이동인자에 견고하게 부착된다. 이 형식의 그립이 사용되면, 시편은 시편의 길이 축과 그립조립품의 중심선과 당기는 방향이 일치하도록 삽입되고 고정될 수 있도록 각별한 주의가 요구된다. 5.1.3.2 자체정렬 형식그립은 시편의 길이 축이 그립의 중심선을 통해 당기는 방향과 일치시키기 위해 힘이 가해지면 자유롭게 이동하여 정렬되는 방식으로 장비의 고정 부와 이동 부에 부착된다. 시편은 그립에서 미끄럼을 발생할 수 있는 회전발생을 없애기 위해 당기는 방향에 가능한 완벽하게 정렬되어야 한다; 자체정렬그립이 수용할 수 있는 정렬불량의 양에 대한 제한이 있다. 5.1.3.3 시편은 그립에서 미끄럼이 가능한 방지되는 방법으로 고정되어야 한다. 깊은 자국이나 톱니자국과 유사한 그립표면은 톱니모양은 약 2.4mm[0.09in]씩 떨어져 있고 약 1.6mm[0.06in]깊이이며, 대부분의 열 가소성재료에 사용가능 하다. 미세한 톱니모양은 좀 더 강한 플라스틱에 사용하기 적합한데 열 경화성 재료가 이에 속한다. 톱니모양은 깨끗하고 날카로운 상태로 유지되어야 한다. 깊은 Serration의 Jaw및 연마된 시편을 사용하여도 그립의 파괴가 종종 일어나는데 이런 경우에는 다른 방법도 고려하여야 한다. 다른 기술도 유용하게 사용되는데, 특히 부드러운 면의 그립은 그립 안에 들어가는 시편의 표면부분이 벗겨지고 연마 천, 연마 지, 플라스틱 혹은 고무 코팅 천 조각을 끼워 넣는데, 일반적으로 Hospital sheeting이라고 부르고 시편과 그립표면 사이에 끼워서 사용한다. No 80의 양면 연마지가 여려 경우에서 효과적으로 사용되었다. 나사선이 연마제로 코팅된 Open mesh fabric 역시 매우 효과적이다. 시편의 단면적을 감소시키는 것도 매우 효과적이다. 특별한 그립의 형태를 사용하는 것이 종종 미끄럼을 제거하고 그립의 파괴를 제거하는데 필요하다. 5.1.4 Drive Mechanism—이동 인자로 분배된 균일하고, 고정인자와 관련된 조절된 속도, 8장에 명시된 규정된 속도에 대한 구동기구 5.1.5 Load Indicator—시편이 그립에 의해 고정될 때 시편의 총 인장하중을 나타낼 수 있는 적절한 하중 표시 기구가 요구된다. 이 기구는 본질적으로 실험 속도에 수반되는 관성에 영향을 받지 않아야 하며 지시값의 1% 이내의 정확도로 하중을 나타낼 수 있어야 한다. 실험장비의 정확성은 Practice E4를 준수하여 검사되어야 한다.


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NOTE 7—경험을 통해 현재 사용되는 많은 실험기계는 Practice E4에서 권장하는 장시간 검사기간에 대한 정확도를 유지할 수 없는 것으로 나타났다. 그러므로, 각 실험장비는 개별적으로 연구되고 필요한 만큼 자주 검사되어야 한다. 5.1.6 고정 인자, 이동인자, 구동 기구, 그립과 같은 부품에 의해 구성된 시스템의 총 탄성 길이 연신이 실험 동안 특정시간과 장비의 부하 하중까지의 하중에서 시편의 두 게이지 마크 사이의 총 세로변형의 1%를 초과하지 않은 재료와 비율로 구성되어야 한다. 5.1.7 크로스헤드 연신 Indicator- 적합한 연신 표시기구는 그립의 분할에서의 변화량을 보여줄 수 있어야 한다. 이 기구는 실험의 특정 속도에서 관성에 대한 영향이 없어야 하며 지시값의 10%의 정확도를 갖는 크로스헤드의 이동을 나타내어야 한다. 5.2 연신 Indicator(extensometer)- 적합한 기구가 시편이 늘어남에 따라 시편의 게이지 길이 내에서 지정된 두 점 사이의 거리를 측정 할 수 있어야 한다. 측정을 목적으로, Extensometer는 Fig 1에서와 같이 시편의 총 게이지 길이에서 설치되어야 한다. 권장되지만 필수적일 필요는 없는 부분이 있는데 장비는 실험의 시작에서부터 경과시간에 따라 시편에 하중에 따른 게이지길이의 변화 및 거리를 자동으로 기록할 수 있는 것이 바람직하다. 만약 후반부가 구해지면, 하중-시간 데이터는 반드시 구해야 한다. 이 장비는 본질적으로 실험의 특정 속도에서 관성에 영향을 받지 않아야 한다. Extensometer는 정밀도에 따라 분류되어야 하고 교정은 Practice E83을 준수하여 정기적으로 검사되어야 한다. 5.2.1 Modulus-of-Elasticity Measurements—탄성 측정 계수의 경우, 0.0002mm/mm의 최대 변형오차를 갖는 자동 및 연속기록 형 Extensometer가 사용되어야 한다. Practice E83에 의해 분류된 Extensometer는 계수 측정을 위한 사용범위 안에서 B-2 사항의 요구사항을 충족시킴에 따라 본 요구사항을 만족시켜야 한다. 5.2.2 Low-Extension Measurements—항복과 낮은 연신 측정에서의 연신일 경우(일반적으로 20% 이하), 같은 Extensometer에서, 20% 연신까지 사용될 수 있다. 이런 경우에, Extensometer system은 적어도 Class C(Practice E83)를 만족시켜야 한다. 즉 0.001변형의 고정 변형 오차나 1.0%의 지시된 변형을 포함하거나 이상의 용량을 가져야 한다. 5.2.3 High-Extension Measurements—20%이상 연신율 측정에서, 측정된 값의 10%이하의 오차를 갖는 측정방법은 수용될 수 있다. 5.2.4 Poisson’s Ratio—쌍 축 Extensometer 및 세로 축과 가로 축 Extensometer는 축 변형과 가로 변형을 동시에 기록할 수 있어야 한다. Extensometer는 1% 및 이내의 정확성으로 변형을 측정할 수 있어야 한다. NOTE 8—변형게이지는 축 변형과 가로 변형을 측정하기 위한 대안적인 방법으로 사용될 수 있다. 그러나, 변형게이지를 장착하는 방법은 정확한 결과를 얻는데 매우 중요한 부분이다. 변형게이지 공급자와 변형게이지 장착방법을 상담하기 바란다. 5.3 Micrometers—시편의 폭과 두께의 측정을 위한 기구는 Test Method D5947의 요구사항을 준수하여야 한다. 6. Test Specimens 6.1 Sheet, Plate, and Molded Plastics: 6.1.1 Rigid and Semi rigid Plastics—시편은 Fig 1의 크기를 준수해야 한다. Type 1시편은 시편으로 적합하며 7mm[0.28 in.]의 두께를 갖는 재료에 사용될 수 있다. Type II시편은 Type 1시편의 단면감소부에서 파괴가 일어나지 않은 재료에 사용될 수 있다. Type V시편은 4mm[0.16 in.]및 이하의 재료의 평가를 위해 사용될 수 있거나 제한된 공간에 많은 수의 시편이 실험 할 때 사용될 수 있다. (열 및 환경 안전 실험, etc). Type IV 시편은 다른 강성을 가진 경우(Non rigid 와 semi rigid) 재료의 직접적인 비교가 요구될 때 사용될 수 있다. Type III시편은 7mm[0.28 in.]이상의 두께를 갖는 모든 재료에 사용될 수 있다. 그러나 14mm[0.55 in.]이하의 두께로 제한한다. 6.1.2 Non rigid Plastics—실험시편은 Fig 1의 치수를 준수하여야 한다. Type IV시편은 4mm 두께 이하의 비강화 플라스틱의 실험에 사용된다. Type III시편은 7mm 이상 및 14mm이하의 두께를 갖는 모든 재료에 사용되어야 한다. 6.1.3 Reinforced Composites— 높은 직조 층상조직을 포함하는 강화복합재의 시편은 Fig 1의 Type 1시편의 치수를 준수하여야 한다. 6.1.4 Preparation—시편은 Sheet, Plate, Slab, 혹은 유사한 형태의 재료에서 Die cutting 등의 가공에 의해 준비되어야 한다. 재료의 두께가 14mm이상인 경우, Type III시편으로 사용하기 위해 14mm까지 가공되어야 한다. 또한 시편은 실험될 재료를 Molding 하여 준비할 수 있다.


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A 두께 T는 모든 몰드 시편의 경우 3.2±0.4 mm가 되어야 한다[0.13 ± 0.02 in.]. 그리고 Type I과 II시편에도 가능하다. 시편이 Sheet, Plate, Thickness에서 가공된다면, 두께, T, 는 시편 형태로 명시된 범위를 초과하지 않는다면 Sheet나 Plate의 두께가 될 수 있다. 14mm이상의 두께를 갖는 판재시편은 14±0.04mm로 가공되어야 하며, Type III시편과 같이 사용될 수 있다. 14와 51mm 사이의 두께를 갖는 판재는 대략 같은 양이 각 면으로부터 가공되어야 한다. 시편의 양 표면이 얇은 경우에 가공되어야 하며, 판재의 초기 두께와 해당하는 시편의 위치는 기록되어야 한다. 14mm이하의 두께에서의 허용오차는 재료의 등급에 따라 본 표준을 사용한다. B Type IV시편의 경우, 다이의 단면감소부 내부 폭은 6.00 ± 0.05 mm가 되어야 한다. 이 치수는 Test method D412의 Die C의 기본 값이다. C Type V시편은 나타낸 크기로 가공 및 Die cut 되거나, Cavity가 갖는 크기의 몰드에서 몰딩 되어야 한다. 치수는 아래와 같다: W = 3.18 6 0.03 mm [0.125 6 0.001 in.], L = 9.53 6 0.08 mm [0.375 6 0.003 in.], G = 7.62 6 0.02 mm [0.300 6 0.001 in.], R = 12.7 6 0.08 mm [0.500 6 0.003 in.]. 다른 허용오차는 테이블에서의 값이다. D Type V 시편과 같이 Test method D 1822의 L시편에 대한 지원 데이터는 ASTM 본사로부터 이용가능 하다. E 중앙 Wc에서의 폭은 단면감소부의 다른 부분에서의 폭 W와 비교될 때 +0.00 mm, −0.10 mm [+0.000 in, −0.004 in.]이다. 중앙에서 W의 감소는 치수 결과에서 갑작스런 결과가 없고 점차적이며, 각 면에서 같다. F 몰딩된 시편의 경우, 13mm이상을 초과하지 않는 Draft는 3.2mm 두께 Type I이나 II시편에서 허용될 수 있다. 그리고 시편의 폭을 계산할 때 고려해야 한다. 이와 같이 몰딩된 Type I시편의 일반 부는 최대 허용 Draft를


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가지고 있으며 다음과 같다. G 나타난 최소 값보다 큰 전체 폭이 어떤 재료에서 그립에서의 파괴를 피하기 위해 요구될 수 있다. H 나타낸 최소 값보다 큰 전체 길이가 그립에서의 파괴를 피하고 특별한 실험 요구를 만족시키기 위해 요구될 수 있다. I 실험 마킹 및 초기 Extensometer span J 많이 늘어나는 폴리머의 경우, 자체 조임 그립을 사용하면, 그립간의 거리는 사용된 그립의 형식에 따라 영향을 받으며 만일 초기 길이를 선택하였다면 크게 문제가 될 것은 없다.

FIG. 1 Tension Test Specimens for Sheet, Plate, and Molded Plastics NOTE 9—실험결과는 유리 천, SMC, BMC laminate, 다른 시편 형상에서 나타내는 실험결과는 7.3에서 나타낸 바와 같이 시편의 게이지 내에서 파괴를 보장하기 위해 고려하여야 한다. NOTE 10—Woven roving 및 Glass cloth와 같은 composite laminate에서 시편을 준비할 때, 강화방향에 평행하게 시편을 절단하여야 한다. 강화는 절단에 의해 크게 약해진다, 낮은 층상 물성의 결과, 강화 방향과 평행하지 않은 다른 방향에 대한 시편의 실험은 변수를 구성한다. NOTE 11—Injection molding에 의해 준비된 시편은 가공 및 다이커팅에 의해 준비된 시편보다 다른 인장특성을 나타내는데 방위 때문이다. 이 효과는 보다 현저해질 수 있다. 6.2 Rigid Tubes—Rigid tube에 대한 시편은 Fig 2에서 나타낸 바와 같다. 길이 L은 Fig 2의 표에서 나타내었다. 홈은 가공 후 Wall section이 초기 벽 두께의 60%가 되어야 하기 때문에 튜브길이의 중심에서 시편의 외경을 가공해야 한다. 홈은 길이에서 직경의 외경에 접하는 각 끝에서 57.2mm의 직선 부와 76mm의 반경으로 구성되었다. Steel이나 Brass plug는 튜브의 내경에 맞고 충돌을 예방하기 위해 시편의 끝에 Jaw의 길이에 25mm를 더한 길이가 되어야 한다. 나사선 금속 Rod는 구분 및 지지에 의해 Tube에서 편리하게 위치될 수 있다. 프러그와 실험 조립품의 세부사항은 Fig 2에 나타내었다. 6.3 Rigid Rods—Rigid rod에 대한 시편은 Fig 3에 나타내었다. 길이 L은 Fig 3의 표에 나타내었다. 홈은 가공 후 초기 벽 두께의 60%가 되어야 하기 때문에 튜브길이의 중심에서 시편의 외경을 가공해야 한다. 이 홈은 외경에 접하는 각 끝에서 57.2mm의 직선부와 76mm반경으로 구성되어야 한다. 6.4 시편의 모든 표면은 눈에 보이는 균열, 스크레치, 불완전이 없어야 한다. 거친 기계가공에 의해 남겨진 흔적은 Fine file, Abrasive로 조심스럽게 제거되어야 하며, 그리고 filed 표면은 연마페이퍼로 연마된다(No.00 및 이상). 마무리 샌딩 거리는 시편의 길이 축에 평행한 방향으로 만들어진다. 모든 Flash는 몰딩된 시편에서 제거되어야 하며, 몰딩된 시편 표면이 더러워지지 않도록 주의해야 한다. 시편의 가공에서, Fig1에서 나타낸 치수허용오차를 초과한 Under cut은 피해야 한다. 다른 가공오차가 발생하지 않도록 주의한다. 6.5 시편에 게이지 마크를 하는 것이 필요하다면, 실험할 재료에 영향을 미치지 않는 왁스크레용이나 잉크를 사용할 수 있다. 게이지 마크는 시편에 스크레치, 펀치, 압입의 방법으로 하지 않는다. 6.6 실험재료의 이방성이 의심되면, 시편의 길이방향과 평행한지, 수직인지, 이방성의 방향이 의심되는지 확인하기 위해 시편의 중복 세팅이 준비되어야 한다. 7. Number of Test Specimens 7.1 등방성 재료의 경우 각 시편에 대해 적어도 5개 시편을 시험한다.


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DIMENSIONS OF TUBE SPECIMENS

A 89mm보다 큰 다른 jaw의 경우, 표준길이는 jaw의 길이에서 178mm을 뺀 길이의 두 배 길이만큼 증가될 수 있다. 표준길이는 각 Jaw에서 Jaw 그립의 최대길이가 유지되는 동안 약 6.4에서 12.7mm의 미끄럼을 허용한다. FIG. 2 Diagram Showing Location of Tube Tension Test Specimens in Testing Machine 7.2 10개의 시편을 시험하는데, 각기 등방성 재료의 경우 각 시편에서 등방성의 주 축에 대해 5개는 수직방향으로 5개는 평행한 방향으로 실험한다. 7.3 어떤 균열에서 파단된 시편과 단면감소부의 바깥에서 파단된 시편은 버리고 균열과 같은 변수를 구성하지 않는 이상 재 실험한다. NOTE 12—실험 전에, 모든 투명한 시편은 편광기에서 검사되어야 한다. 불규칙하거나 집중된 변형 패턴을 보이는 시편은 잔류변형의 영향에 대한 연구될 변수를 구성하고 있지 않는 한 사용될 수 없다. 8. Speed of Testing 8.1 실험속도는 실험동안 그립 및 실험 Fixture의 움직임의 상대적 속도가 되어야 한다. 실험의 결과 속도가 허용된 변동 폭 내에 있을 때 나타날 수 있다면 실험장비가 구동하고 있을 때 구동 그립 및 Fixture의 움직임 속도가 사용될 수 있다, 8.2 Table 1에서 실험속도를 선택한다. 실험될 재료에 대한 사양에 따라 실험 속도를 결정하거나 협약에 의해 결정한다. 속도가 명시되어 있지 않을 때, 사용되는 시편 형상에 대한 표 1에 나타난 파단이 1/2 to 5분 실험시간 내에 일어나는 최저 속도를 사용한다. 8.3 계수결정은 선택된 속도에서 다른 인장특성에 대해 기록계의 반응 및 분해능이 적합할 때 만들어 질 수 있다. 8.4 포아슨 비 결정을 위한 실험속도는 5mm/min이 되어야 한다.


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9. Conditioning 9.1 Conditioning— 협약이나 ASTM 재료사양에서 달리 언급하지 않은 이상, ± 2°C와 50 ± 5 %의 상대습도에서 Practice D 618의 절차 A를 준수하여 실험 전 40시간 이하로 시편의 실험조건을 준비한다. 사전 실험준비 참고자료에서는 ±1 °C와 상대습도 ±2%의 허용오차를 적용한다. 9.2 Test Conditions—실험은 계약이나 관련 ASTM 재료 사양에 의해 달리 언급되지 않는 이상, 23 ± 2°C와 상대습도 50 ±5 %에서 실시한다. 참고 실험 조건은, ±1 °C와 상대습도 ±2%의 허용오차를 적용한다.

DIMENSIONS OF ROD SPECIMENS A 89mm보다 큰 다른 jaw의 경우, 표준길이는 jaw의 길이에서 178mm을 뺀 길이의 두 배 길이만큼 증가될 수 있다. 표준길이는 각 Jaw에서 Jaw 그립의 최대길이가 유지되는 동안 약 6.4에서 12.7mm의 미끄럼을 허용한다. FIG. 3 Diagram Showing Location of Rod Tension Test Specimen in Testing Machine TABLE 1 Designations for Speed of Testing A

A 사용된 시편 형상에 대해 1/2 to 5min내에서 파괴를 일으키는 최저 속도를 선택한다 (8.2 참조)


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B 정의에 대한 용어 D 883을 확인한다. C Dumbbell 형상의 시편의 경우 변형의 초기속도는 정확하게 계산될 수 없는데 왜냐하면 게이지 길이와 Fillet을 벗어난 단면감소부에서의 연신 때문이다. 초기 변형 속도는 인장변형 vs 시간의 초기 기울기로부터 측정될 수 있다. 10. Procedure 10.1 각 시편의 폭과 두께는 D 5947의 적용 가능한 실험방법을 사용하여 최대 0.025mm까지 측정한다. 10.1.1 각 시편의 중심에서 평면시편의 폭과 두께를 측정하고 게이지 길이의 각 끝의 5mm내에서 측정한다. 10.1.2 Injection 몰드 시편치수는 시편 대 시편의 폭과 두께의 변동 폭이 1%이하로 이전에 증명된 각 샘플에서 오직 한 개 시편의 실제 측정으로 결정될 수 있다. TABLE 2 Modulus, 106 psi, for Eight Laboratories, Five Materials

TABLE 3 Tensile Stress at Yield, 103 psi, for Eight Laboratories, Three Materials

TABLE 4 Elongation at Yield, %, for Eight Laboratories, Three Materials

10.1.3 단면 감소부에서 다이의 커팅 모서리 사이의 거리에 따라 Type IV die에 의해 생산된 시편의 폭을 갖는다. 10.1.4 Rod 시편의 직경을 측정하고, 외경을 최대 0.025mm까지 Tube 시편의 내경을 최소 각각 90°의 두 점에서; 홈을 따라서 측정을 한다. Fig 2에서와 같이 실험용 튜브 시편에 Plug를 사용한다. 10.2 실험장비의 그립에 시편을 장착하고, 시편의 길이 축과 그립의 정렬을 장비에 가상의 선을 그어 맞춘다. 평면 시편을 사용할 때 Gripping된 표면의 끝 사이에 거리는, Fig 1에서 나타난 바와 같다. 튜브와 Rod 시편에서, 그립의 위치는 Fig 2와 3에서 나타낸 바와 같다. 실험 동안 시편의 미끄럼을 예방하기 위해 필요한 정도로 그립을 균일하게 조이는데 시편이 변형되는 되는 것을 피하기 위해서이다. 10.3 Extension indicator를 부착한다. 계수를 결정할 때, Class B-2나 이상의 Extensometer 사양이 요구된다. (5.2.1 참조) NOTE 13—재료의 계수는 응력-변형 곡선의 직선부의 기울기로부터 결정된다. 대부분의 플라스틱은, 직선부가 매우 작으며, 매우 빠르게 일어난다, 그리고 반드시 자동으로 기록되어야 한다. Jaw 분리의 변화를 계수나 연신율의 결정에 사용하여서는 안 된다. 10.3.1 Poisson’s Ratio Determination: 10.3.1.1 포아슨 비의 측정은 선택사항이며 요청 시 결정될 수 있다. 인장계수가 5mm/min의 실험속도에서 결정되었다면, 인장계수로서 같은 시간의 포아슨 비를 결정하는 것으로 받아들여질 수 있다. 10.3.1.2 포아슨 비는 5mm/min의 속도에서 결정될 수 있다. 응력변형 곡선에서 뚜렷한 직선 탄성 구간을 갖는 재료는 탄성계수의 측정에 사용된 것과 같이 같은 하중 범위에서 결정될 수 있다. 직선 응력과 변형의 관계 비를 나타내지 않는 재료는 0.0005에서 0.0025mm까지의 축 변형범위 내에서 결정되어야 한다(0.05~0.25%). 비가 이와 같은 방법으로 결정된다면, 응력의 비례구간이 분명하지 않았다는 것을 기록해야 한다. NOTE 14—응력 대 변형곡선의 직진성을 결정하기 위한 적합한 방법은 다른 축 변형 수준에서 Tangent 계수의 측정에 의해 결정하는 것이다. 각 변형에 해당하는 값은 직선구간을 나타낸다. 변형증가에 따라 내려가는 경향을 보이는 값은 비 직선성을 나타낸다. 10.3.1.3 가로변형 측정장치를 부착한다. 가로변형 측정장치는 축 변형 측정장치와 연속적으로 측정되어야 한다.


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10.3.1.4 힘과 변형의 측정을 연속적으로 하며 데이터를 기록한다. 포아슨 비 값의 정밀도는 축과 가로변형에서 측정한 데이터의 개수에 따라 결정된다. 데이터 취득속도는 초당 최소 20번을 권장한다. 특별히 중요한 재료는 응력 변형곡선에서 비 직선구간을 나타낸다. 10.4 8장에서 요구한 바와 같이 적당한 속도에서 실험 속도를 세팅하고 실험장치를 시작한다. 10.5 시편의 하중 연신 곡선을 기록한다. 10.6 항복점에서(한 개일 때) 하중과 연신을 기록하고 파단시의 하중과 연신을 기록한다. NOTE 15—계수와 파단특성 둘 다 측정하는 것이 요구되면, 크게 연신되는 재료의 경우는, 두 개의 독립적 실험을 실행해야 한다. 고 배율 Extensometer는 일반적으로 항복점까지의 특성을 결정하는 데 사용되며 높은 연신에 해당하는 실험에는 적당하지 않다. 시편에 부착되어있는 상태로 유지한다면 Extensometer는 영구적으로 손상될 수 있다. 11. Calculation 11.1 곡선의 끝 구간이 느슨하거나, 재료의 수용능력, 혹은 다른 인위적인 원인에 의해 발생한 것이 아닌, 다소 인증된 재료의 반응을 나타내지 않는다면 끝 부분에 대한 보상이 Annex A1을 준수하여 실시되어야 한다. 11.2 인장강도-인장강도 계산은 Square metres의 시편 게이지부에서 최대하중(Newton)을 평균단면적으로 나누어서 계산한다. 결과는 Pascal 단위로 표기하고 항복점에서 인장강도 혹은 파단에서의 인장강도와 같이 어느 쪽 용어가 사용되든 3개의 주요 수치로 기록한다. 일반 항복 및 파괴하중이 나타나거나 적용할 수 있는 최대 하중보다 작을 경우, 항복에서 인장강도 및 파단에서 인장강도에 해당하는 같은 방법으로 계산될 수 있으며 3개의 중요한 수치로 기록된다. (Note A2.8참조) 11.3 연신율 값은 시편 게이지 내에서 균일한 연신이 발생한 경우에 유효성이 인정된다. 연신율 값은 양적으로 상대적이며 공학용 설계에 적합하다. 시편 게이지 내에서 불균일한 변형이 발생할 때 공칭변형 값을 기록한다. 공칭 변형 값은 양적인 효용성이 있다. 11.3.1 Percent Elongation—퍼센트 연신은 초기 시편 게이지 길이에 대한 상대적인 게이지 길이의 변화이며, 퍼센트로 표시된다. 퍼센트 연신은 5.2의 방법을 사용하여 계산한다. 11.3.1.1 Percent Elongation at Yield—항복점에서의 연신 값을 읽어서 항복점에서의 퍼센트 연신을 계산한다. 연신을 초기 게이지길이로 나누고 100으로 곱한다. 11.3.1.2 Percent Elongation at Break—파단에서의 퍼센트 연신은 시편 파단 시의 연신을 읽어 계산한다. 연신을 초기 게이지 길이로 나누고 100을 곱한다. 11.3.2 Nominal Strain—공칭변형은 초기 그립의 분할에 대한 상대적인 그립 분할의 변화이며 퍼센트로 표시된다. 공칭변형은 5.1.7에 묘사된 장치를 사용하여 계산될 수 있다. 11.3.2.1 Nominal strain at break—파단 시의 연신 값을 읽어 파괴시의 공칭변형을 계산한다. 초기 그립 분할을 연신으로 나누고 100을 곱한다. 11.4 Modulus of Elasticity—탄성계수는 하중 인장 곡선의 초기 직선구간을 연장하고 변형에 해당하는 차이에 의해 직선의 특정 구간에 해당하는 응력의 차이를 나누어서 구한다. 모든 탄성계수 값은 계산에서 시편의 게이지 부에서의 평균 단면적을 사용하여 계산될 수 있다. 이 실험결과는 Pascal 단위로 표시되고 세가지 중요한 수치로 기록되어야 한다. 11.5 Secant Modulus—지정된 변형에서, 이 값은 지정된 변형으로 해당하는 응력을 나누어서 계산될 수 있다. 탄성계수 값이 선호되며 어디에서든 계산되는 것이 가능하다. 그러나 비례성이 나타나지 않은 재료는, 교차 값이 계산되어야 한다. A1.3과 Fig A1.2에 지시된 Tangent를 그리고 Tangent 선이 응력 제로를 통하는 점에서 항복 점으로부터 지정된 변형을 구분한다. 계산에 사용되는 응력은 시편의 초기 평균 단면적으로 하중 연신 곡선을 나누어서 결정한다. 11.6 Poisson’s Ratio—축 Extensometer에 의해 나타나는 축 변형과 가로 Extensometer에 의해 나타나는 가로 변형은 가하는 힘에 Fig 4와 같이 그려진다. 11.6.1 변형에 대한 응력의 비례성이 있는 재료는 탄성계수를 구할 수 있고 계수의 결정에 사용되는 하중 범위 내에서 각 점을 통해 그려진다, 그리고 이선의 와 의 기울기가 결정된다. 계산에서 최소제곱법의 사용은 그려진 선에서의 결과오차를 감소시킬 수 있다. 포아슨 비, μ, 는 다음과 같이 결정될 수 있다.

(1) 여기에서:

= 가로 변형의 변화 = 세로 변형의 변화 = 가해진 힘의 변화


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FIG. 4 Plot of Strains Versus Load for Determination of Poisson’s Ratio

(2) 점을 통해 그려진 직선에 의해 발생할 수 있는 오차는 최소자승법을 사용하여 감소될 수 있다. 11.6.2 변형에 대한 응력의 비례성이 없는 재료는 의 비는 = 0.002이고 toe 보상을 한 후 결정될 수 있다.

(3) 11.7 각 실험의 경우, 구해진 모든 값의 수학적 평균을 계산하고 질문에서 특정 특성에 대한 평균 값으로 기록한다. 11.8 다음과 같이 표준편차를 계산하고 두 개의 중요한 수치로 기록한다.

(4) 여기에서: s = 계산된 표준 편차, X = 한번의 관찰 값 n = 여러 번의 관찰 값, and X¯= 관찰 값의 수학적 평균 11.9 Toe 보상에 대한 Annex A1을 참고한다. 12. Report 12.1 다음 정보를 기록한다. 12.1.1 실험된 재료의 정확한 사양, 형식포함, Source, 제조자 코드 번호, 형상, 주요 치수, 이전 가공 및 제조 기록, 기타 등등. 12.1.2 시편 준비 방법 12.1.3 시편의 형식과 치수 12.1.4 사용된 절차 12.1.5 실험 공간의 분위기 12.1.6 실험된 시편의 개수 12.1.7 실험 속도 12.1.8 사용된 Extensometer의 사양. 측정기술과 초소 Class –C Extensometer 대신에 사용된 계산방법의 설명 12.1.9 항복 및 파괴에서의 인장강도, 평균 값, 표준 편차. 12.1.10 항복 및 파괴에서의 인장강도, 사용 가능 시, 평균 값, 표준 편차. 12.1.11 항복 및 파괴에서의 퍼센트 연신 및 파괴에서의 공칭 변형, 혹은 모든 세가지 값, 적용 가능 시 평균 값과 표준 편차. 12.1.12 탄성계수 및 교차 계수, 평균 값, 그리고 표준 편차. 12.1.13 측정 되었다면, 포아슨 비, 평균 값, 표준 편차, 그리고 변형 범위 내에서 어디가 비례성이 있는지 명시 12.1.14 실험 날짜. 12.1.15 Test Method D 638의 개정 일 13. Precision and Bias 4 13.1 Precision—Table 2~6은 1984년에 실시한 실험실간 비교실험에 기초한 내용이며, 5개에 해당하는 재료가 Type 1시편을 사용하여 8개의 연구소에서 실험되었으며, 모두 0.125in의 두께를 보유하였다. 각 실험 결과는 5개의 독립적인 측정을 근거로 하였다. 각 실험실은 각 재료에 대해 두 개의 실험결과를 구하였다. 13.1.1 Table 7~10은 1988년 polyolefin subcommittee으로 실험된 실험실간 비교 실험을 기초한 내용이며, 열 개의 실험실에서 실험된 8개의 Polyethylene 재료에 관한 것이다. 각 재료에 대해, 모든 샘플은 하나의 Source에서 몰딩 되었으나, 독립적인 시편이 실험실에서 준비되었다. 각 실험결과는 다섯 개의 독립적 결과에 대한 평균 값이다. 각 실험실에서 구해진 3개의 실험결과는 각 재료에 대한 결과이다. 몇몇 실험실의 데이터는 다양한 이유로 사용되지 못하였으며, 각 테이블에 기록되었다. 13.1.2 Table 11은 한 개의 실험실에 관련된 반복성에 대한 내용이다. 두 개의 사용된 재료는 채워지지 않은 polypropylene형식이다. 4개의 지지 데이터에 의해 실시된 측정은 ASTM 본사에서 이용가능 하다. 1984년의 실험실간 비교실험 RR: D20-1125와 1988년의 실험실간 비교실험 RR: D20-1170을 요청한다.


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TABLE 5 Tensile Strength at Break, 103 psi, for Eight Laboratories, Five Materials A

A 비 강화 propylene plastics 에서 구해진 파단 값에서의 인장강도와 연신율은 실험 Bar 중심 부의 연신 혹은 인발 에서의 불균일성 때문에 일반적으로 매우 높은 변수가 있다. 항복에서의 인장강도와 연신율이 더 재현성이 있고 몰딩 파트의 실질적으로 쓸모 없는 대부분의 경우에 연관이 되기 때문에, 일반적으로 사양목적으로 추천된다. TABLE 6 Elongation at Break, %, for Eight Laboratories, Five Materials A

A 비 강화 propylene plastics 에서 구해진 파단 값에서의 인장강도와 연신율은 실험 Bar 중심 부의 연신 혹은 인발 에서의 불균일성 때문에 일반적으로 매우 높은 변수가 있다. 항복에서의 인장강도와 연신율이 더 재현성이 있고 몰딩 파트의 실질적으로 쓸모 없는 대부분의 경우에 연관이 되기 때문에, 일반적으로 사양목적으로 추천된다. TABLE 7 Tensile Yield Strength, for Ten Laboratories, Eight Materials

13.1.3 Table 2-11에서, 실험된 5개의 시편에서 발생한 실험 결과를 나타내었다. 13.1.3.1 Sr은 평균 값의 실험실 내에서의 표준편차이다: Ir = 2.83 Sr (13.1.3.3의 Ir의 사용에 대해 참조.) 13.1.3.2 SR은 평균의 실험실 표준편차 사이의 값이다: IR = 2.83 SR. (13.1.3.4의 IR의 사용에 대해 참조.) 13.1.3.3 Repeatability—반복성- 같은 날 같은 장비, 같은 사용자에 의해 구해진 같은 재료에 대한 두 실험결과의 비교에서, 실험결과는 재료와 상태에 대한 Ir 값이 다를 경우 같은 값으로 평가될 수 없다. 13.1.3.4 Reproducibility—같은 날 같은 장비, 같은 사용자에 의해 구해진 같은 재료에 대한 두 실험결과의 비교에서, 실험결과는 재료와 상태에 대한 Ir 값이 다를 경우 같은 값으로 평가될 수 없다. (이는 다른 실험실 혹은 같은 실험실에서 다른 장비 일 경우 적용한다) 13.1.3.5 13.1.3.3 및 13.1.3.4에 따른 평가는 약 95% 신뢰한계를 가진다. 13.1.3.6 다른 수식은 다른 결과를 나타낼 수 있다. 13.1.3.7 본 장에서 사용한 방법론에 대한 추가 정보는 Practice E691을 참조한다. 13.1.3.8 The precision of this test method is very dependent upon the uniformity of specimen preparation, standard practices for which are covered in other documents. 이 실험방법의 정밀도는 시편 준비의 균일성과, 다른 문서에서 포함되어 있는 표준 절차에 따라 결정된다. 13.2 Bias—본 실험방법의 경향을 측정할 인정된 규격이 없는 실정이다. 14. Keywords 14.1 modulus of elasticity; percent elongation; plastics; Poisson’s ratio; tensile properties; tensile strength


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ANNEXES (Mandatory Information) A1. TOE COMPENSATION A1.1 In a typical stress-strain curve (Fig. A1.1) there is a toe region, AC, that does not represent a property of the material. It is an artifact caused by a takeup of slack and alignment or seating of the specimen. In order to obtain correct values of such parameters as modulus, strain, and offset yield point, this artifact must be compensated for to give the corrected zero point on the strain or extension axis. A1.2 In the case of a material exhibiting a region of Hookean (linear) behavior (Fig. A1.1), a continuation of the linear (CD) region of the curve is constructed through the zero-stress axis. This intersection (B) is the corrected zero strain point from which all extensions or strains must be measured, including the yield offset (BE), if applicable. The elastic modulus can be determined by dividing the stress at any point along the line CD (or its extension) by the strain at the same point (measured from Point B, defined as zero-strain). A1.3 In the case of a material that does not exhibit any linear region (Fig. A1.2), the same kind of toe correction of the zero-strain point can be made by constructing a tangent to the maximum slope at the inflection point (H8). This is extended to intersect the strain axis at Point B8, the corrected zero-strain point. Using Point B8 as zero strain, the stress at any point (G8) on the curve can be divided by the strain at that point to obtain a secant modulus (slope of Line B8 G8). For those materials with no linear region, any attempt to use the tangent through the inflection point as a basis for determination of an offset yield point may result in unacceptable error. A2. DEFINITIONS OF TERMS AND SYMBOLS RELATING TO TENSION TESTING OF PLASTICS A2.1 elastic limit—the greatest stress which a material is capable of sustaining without any permanent strain remaining upon complete release of the stress. It is expressed in force per unit area, usually megapascals [pounds-force per square inch]. NOTE A2.1—Measured values of proportional limit and elastic limit vary greatly with the sensitivity and accuracy of the testing equipment, eccentricity of loading, the scale to which the stress-strain diagram is plotted, and other factors. Consequently, these values are usually replaced by yield strength. A2.2 elongation—the increase in length produced in the gage length of the test specimen by a tensile load. It is expressed in units of length, usually millimetres [inches]. (Also known as extension.) NOTE A2.2—Elongation and strain values are valid only in cases where uniformity of specimen behavior within the gage length is present. In the case of materials exhibiting necking phenomena, such values are only of qualitative utility after attainment of yield point. This is due to inability to ensure that necking will encompass the entire length between the gage marks prior to specimen failure. A2.3 gage length—the original length of that portion of the specimen over which strain or change in length is


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determined. A2.4 modulus of elasticity—the ratio of stress (nominal) to corresponding strain below the proportional limit of a material. It is expressed in force per unit area, usually megapascals [pounds-force per square inch]. (Also known as elastic modulus or Young’s modulus). NOTE A2.3—The stress-strain relations of many plastics do not conform to Hooke’s law throughout the elastic range but deviate there from even at stresses well below the elastic limit. For such materials the slope of the tangent to the stress-strain curve at a low stress is usually taken as the modulus of elasticity. Since the existence of a true proportional limit in plastics is debatable, the propriety of applying the term “modulus of elasticity” to describe the stiffness or rigidity of a plastic has been seriously questioned. The exact stress-strain characteristics of plastic materials are very dependent on such factors as rate of stressing, temperature, previous specimen history, etc. However, such a value is useful if its arbitrary nature and dependence on time, temperature, and other factors are realized. A2.5 necking—the localized reduction in cross section which may occur in a material under tensile stress. A2.6 offset yield strength—the stress at which the strain exceeds by a specified amount (the offset) an extension of the initial proportional portion of the stress-strain curve. It is expressed in force per unit area, usually megapascals [poundsforce per square inch]. NOTE A2.4—This measurement is useful for materials whose stress strain curve in the yield range is of gradual curvature. The offset yield strength can be derived from a stress-strain curve as follows (Fig. A2.1): On the strain axis lay off OM equal to the specified offset. Draw OA tangent to the initial straight-line portion of the stress-strain curve. Through M draw a line MN parallel to OA and locate the intersection of MN with the stress-strain curve. The stress at the point of intersection r is the “offset yield strength.” The specified value of the offset must be stated as a percent of the original gage length in conjunction with the strength value. Example: 0.1 % offset yield strength = ... MPa [psi], or yield strength at 0.1 % offset ... MPa [psi].

A2.7 percent elongation—the elongation of a test specimen expressed as a percent of the gage length. A2.8 percent elongation at break and yield: A2.8.1 percent elongation at break—the percent elongation at the moment of rupture of the test specimen. A2.8.2 percent elongation at yield—the percent elongation at the moment the yield point (A2.22) is attained in the test specimen. A2.9 percent reduction of area (nominal)—the difference between the original cross-sectional area measured at the point of rupture after breaking and after all retraction has ceased, expressed as a percent of the original area. A2.10 percent reduction of area (true)—the difference between the original cross-sectional area of the test specimen and the minimum cross-sectional area within the gage boundaries prevailing at the moment of rupture, expressed as a percentage of the original area. A2.11 Poisson’s Ratio—The absolute value of the ratio of transverse strain to the corresponding axial strain resulting from uniformly distributed axial stress below the proportional limit of the material.


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A2.12 proportional limit—the greatest stress which a material is capable of sustaining without any deviation from proportionality of stress to strain (Hooke’s law). It is expressed in force per unit area, usually megapascals [pounds-force per square inch]. A2.13 rate of loading—the change in tensile load carried by the specimen per unit time. It is expressed in force per unit time, usually newtons [pounds-force] per minute. The initial rate of loading can be calculated from the initial slope of the load versus time diagram. A2.14 rate of straining—the change in tensile strain per unit time. It is expressed either as strain per unit time, usually metres per metre [inches per inch] per minute, or percent elongation per unit time, usually percent elongation per minute. The initial rate of straining can be calculated from the initial slope of the tensile strain versus time diagram. NOTE A2.5—The initial rate of straining is synonymous with the rate of crosshead movement divided by the initial distance between crossheads only in a machine with constant rate of crosshead movement and when the specimen has a uniform original cross section, does not “neck down,” and does not slip in the jaws. A2.15 rate of stressing (nominal)—the change in tensile stress (nominal) per unit time. It is expressed in force per unit area per unit time, usually megapascals [pounds-force per square inch] per minute. The initial rate of stressing can be calculated from the initial slope of the tensile stress (nominal) versus time diagram. NOTE A2.6—The initial rate of stressing as determined in this manner has only limited physical significance. It does, however, roughly describe the average rate at which the initial stress (nominal) carried by the test specimen is applied. It is affected by the elasticity and flow characteristics of the materials being tested. At the yield point, the rate of stressing (true) may continue to have a positive value if the cross-sectional area is decreasing. A2.16 secant modulus—the ratio of stress (nominal) to corresponding strain at any specified point on the stress-strain curve. It is expressed in force per unit area, usually megapascals [pounds-force per square inch], and reported together with the specified stress or strain. NOTE A2.7—This measurement is usually employed in place of modulus of elasticity in the case of materials whose stress-strain diagram does not demonstrate proportionality of stress to strain. A2.17 strain—the ratio of the elongation to the gage length of the test specimen, that is, the change in length per unit of original length. It is expressed as a dimensionless ratio. A2.17.1 nominal strain at break—the strain at the moment of rupture relative to the original grip separation. A2.18 tensile strength (nominal)—the maximum tensile stress (nominal) sustained by the specimen during a tension test. When the maximum stress occurs at the yield point (A2.22), it shall be designated tensile strength at yield. When the maximum stress occurs at break, it shall be designated tensile strength at break. A2.19 tensile stress (nominal)—the tensile load per unit area of minimum original cross section, within the gage boundaries, carried by the test specimen at any given moment. It is expressed in force per unit area, usually megapascals [pounds-force per square inch]. NOTE A2.8—The expression of tensile properties in terms of the minimum original cross section is almost universally used in practice. In the case of materials exhibiting high extensibility or necking, or both (A2.16), nominal stress calculations may not be meaningful beyond theyield point (A2.22) due to the extensive reduction in cross-sectional area that ensues. Under some circumstances it may be desirable to express the tensile properties per unit of minimum prevailing cross section. These properties are called true tensile properties (that is, true tensile stress, etc.). A2.20 tensile stress-strain curve—a diagram in which values of tensile stress are plotted as ordinates against corresponding values of tensile strain as abscissas. A2.21 true strain (see Fig. A2.2) is defined by the following equation for

where: dL = increment of elongation when the distance between the gage marks is L, Lo = original distance between gage marks, and L = distance between gage marks at any time. A2.22 yield point—the first point on the stress-strain curve at which an increase in strain occurs without an increase in stress (Fig. A2.2). NOTE A2.9—Only materials whose stress-strain curves exhibit a point of zero slope may be considered as having a yield point. NOTE A2.10—Some materials exhibit a distinct “break” or discontinuity in the stress-strain curve in the elastic region. This break is not a yield point by definition. However, this point may prove useful for material characterization in some cases. A2.23 yield strength—the stress at which a material exhibits a specified limiting deviation from the proportionality of stress to strain. Unless otherwise specified, this stress will be the stress at the yield point and when expressed in relation to the tensile strength shall be designated either tensile strength at yield or tensile stress at yield as required in


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A2.18 (Fig. A2.3). (See offset yield strength.) A2.24 Symbols—The following symbols may be used for the above terms:


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SUMMARY OF CHANGES This section identifies the location of selected changes to this test method. For the convenience of the user, Committee D20 has highlighted those changes that may impact the use of this test method. This section may also include descriptions of the changes or reasons for the changes, or both. D 638 - 03: (1) Revised paragraphs 5.3, 10.1, 11.2, and 11.4 to reflect use of D 5947 and harmonization with ISO 527. (2) Revised 8.4. (3) Added new 10.3.1.1. (4) Renumbered old 10.3.1.1 to 10.3.1.2. (5) Added new Note 14. (6) Renumbered old 10.3.1.2 to 10.3.1.3. (7) Renumbered old 10.3.1.3 to 10.3.1.4. (8) Revised wording of new 10.3.1.4. (9) Renumbered old Note 14 to 15. (10) Revised 11.6. (11) Revised 11.6.1. (12) Added new 11.6.2. (13) Added new equation (3). (14) Renumbered old equation (3) to (4). (15) Revised 12.1.12. (16) Added new 12.1.13. (17) Add new Table 11. (18) Add new 13.1.2. (19) Renumbered old 13.1.2 through 13.1.2.8 to 13.1.3 through 13.1.3.8. (20) Added Poisson’s ratio to 14.1 Keywords. (21) Added new A2.11. (22) Renumbered A2.11 through A2.24 to A2.12 through A2.25. D 638 - 02a: (1) Added 5.1.7. (2) Added new text from 11.3 to 11.3.2.1. (3) Revised 12.1.11. (4) Added A2.16.1. D 638 - 02: (1) Revised 9.1 and 9.2. D 638 - 01: (1) Modified 7.3 regarding conditions for specimen discard. D 638 - 00:


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(1) Added 11.1 and renumbered subsequent sections. D 638 - 99: (1) Added and clarified extensometer classification requirements. D 638 - 98: (1) Revised 10.3 and added 12.1.8 to clarify extensometer usage. (2) Added 12.1.15. (3) Replaced reference to Test Methods D 374 with Test Method D 5947 in 2.1 and 5.3.