ASTMD638是測定增強與非增強塑料的拉伸性能的最常用試驗標準。由于塑料用途非常廣泛，制造商能否正確測量材料的機械強度具有極為重要的意義。本指南旨在幫助你了解ASTMD638塑料拉伸試驗的基本要素，包括對所需設備、軟件及樣品的概括介紹。但對于任何打算實施ASTMD638試驗的人來說，它都不能取代閱讀完整的標準。

衡量的內容什么？
ASTMD638主要是對試樣施加拉力并測量其在應力下的力學特性。它在一臺電子萬能試驗機（也稱為拉伸試驗機）上實施，拉伸速度范圍為1-500mm/分鐘，直至樣品失效（屈服或斷裂）。盡管ASTMD638能夠測量多種不同的拉伸特性，但最常見的是下面幾種：
拉伸強度——某個塑料在屈服（不可恢復地拉伸）或斷裂前被施加的力的大小。
拉伸模量——某個材料在屈服前由于經受應力而發生變形（拉伸）的程度。模量是一個衡量材料剛度的指標。
延伸率——斷裂后標距長度的增加值除以原標距長度。延伸率越大，表明延展性越好。
泊松比——用于衡量某材料拉伸程度與拉伸過程中變薄程度之間的關系。
試樣類型
對于ASTMD638，有五種允許的試樣類型，尺寸根據試樣厚度和材料可用量的不同而有差異。最常用的是I類試樣，厚度3.2mm，一般通過注塑成型方式制成。I類試樣總長度165mm，寬13mm，標距長度50mm。平板試樣通常通過模壓、沖切或機加工方式制成狗骨形或啞鈴形，以確保斷裂出現在試樣中心，而非夾持區域。除了平板試樣外，ASTMD638還允許對剛性管件和桿件進行測試，但也都要先加工成啞鈴型試樣。
ASTMD638啞鈴型試樣

在材料受限的情況下，很多實驗室會采用IV類或V類試樣。IV類試樣的尺寸要求與ASTMD412沖切C相同，這意味著可采用同樣的沖切。V類試樣尺寸最小，標距長度僅有0.3英寸。

試樣測量
所有試樣都必須在試驗前依照ASTMD5947進行測量。大多數常見測微計都能用于這些測量。要想讓試驗系統顯示應力測量值，而不僅僅是力測量值，操作員需要輸入試樣的橫截面積（或厚度和寬度），因為應力=力/橫截面積（單位為Psi、Pa、kPa、GPa等）。
經過沖切或機加工的樣品需要逐個測量，而注塑成型的試樣，只需從整批樣品中拿出一件樣品來測量即可——如能證明整批中的差異率小于1%的話。注塑成型的試樣往往帶有一個脫膜角，而非完美的直角，測量試樣時必須考慮到這一點。注意始終要在脫膜角中心處進行寬度測量。

并將數據直接輸入到軟件中。這樣可避免發生人為輸入錯誤的可能并提高效率。
萬能試驗系統
大多數ASTMD638試驗都能在臺式萬能試驗機上完成。5kN或10kN（1125或2250lbf）系統最常見，但隨著增強塑料和復合材料的強度的增加，可能需要更高的容量單位（如30kN或50kN系統）。

夾具

將試樣安全夾持在試驗機上非常重要。帶鋸齒狀夾面的氣動平推夾具往往是固定硬質塑料的最佳夾具。有了氣動夾具，就能通過空氣壓力維持夾緊力，這樣即使試樣厚度在試驗過程中出現較大變動，也能保持穩定。對于超過10kN的力（通常在增強材料上才能見到），手動楔型夾具是首選。

示意圖：萬能試驗機上的夾具、夾面和試樣對準裝置
試樣對準
試樣必須保持垂直于夾面，而無歪斜，以確保正確測試。試樣錯位可能導致結果出現較大的差異，因此應注意確保每一次試驗，都做到一致的試樣對中性。

良好對中性與對中不佳試樣的差別

解決錯位的一個方法是使用寬度與試樣接近的夾面，這樣更便于進行目測調節。但最簡便的防錯位方法是使用一個直接安接到夾具本體上的試樣對準裝置。它其實就是一個桿子，能提供可調節的止動點，讓操作員輕松掌握試樣對準情況。
在我們為了準備試驗而將夾具夾固到塑料試樣上后，就會頻繁向其施加壓縮力。如果得不到正確處理，這些力（盡管很微小）可能會干擾試驗結果。試樣在插入后是否保持平衡很重要，若不平衡會造成結果的偏差。用戶可以對軟件進行編程，以便在多個試樣之間對力的大小進行規范并去除任何松弛力或壓縮力，確保在試樣之間取得一致的結果。在萬能試驗機上，我們還推薦使用試樣保護，它能防止試樣或系統在試驗裝設階段受到損壞（在設定試驗的操作極限以前）。開啟后，試樣保護會自動調整“橫梁”，將不需要的力控制在一定限度內。
拉力試驗機用引伸計
彈性模量——試樣在拉力下發生拉伸或變形的程度，它是ASTMD638塑料拉伸試驗收集的最重要的數據之一。為了收集該數據，用戶需要一臺合適的應變測量裝置——引伸計。用于測量模量的引伸計必須符合ASTME83ClassB-2的要求。
根據實驗室具體需求，有多種引伸計選項供用戶選擇。最簡單的類型是標距長度固定的夾裝式引伸計。操作員必須在每次試驗開始時將其直接夾到試樣上，并在試樣屈服后或斷裂前將其取下。

自動引伸計

如果進行泊松比測試，還需要一個橫向引伸計，用以測量整個試樣彈性區域上寬度的變化。可以使用一個獨立式的橫向引伸計，作為對現有夾裝式或自動引伸計的補充，或者也可使用雙軸引伸計來同時測量軸向和橫向應變。
計算與結果
提供試驗結果時，務必要正確定義術語，以確保符合標準并且便于不同實驗室之間的數據對比。
應變測量
數據報告中最常見的錯誤是使用不正確的來源（引伸計而非橫梁）報告應變值，這樣可能會導致結果差異巨大。
塑料試驗標準涉及到一個被稱為“標稱應變”的術語，其定義根據所采用的試驗方法而有不同。對于ASTMD638而言，標稱應變指的是通過橫梁位移（而非引伸計）測得的應變。這是因為塑料不會均勻地變形，應變往往是集中在樣品的某一部分上，這種特性被稱為“頸縮”。對于任何頸縮或具有屈服點的材料，都不能通過引伸計來報告斷裂伸長率，因為頸縮有可能出現在引伸計標距長度之外。因此必須采用標稱應變來報告屈服后任一點處的延伸率（%）。只有當應變在整個試樣上均勻分布，不會出現頸縮或零屈服時，方可使用引伸計。