Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4501-1:2009

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4501-1:2009 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 527-1:1993 và Sửa đổi 1:2005. Tiêu chuẩn này quy định các nguyên tắc chung để xác định tính chất kéo của chất dẻo và vật liệu composite chất dẻo dưới các điều kiện xác định. Dưới đây là phần tóm tắt chi tiết và chuyên sâu nội dung từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.

Điều 1: Phạm vi áp dụng

Điều này xác định ranh giới và đối tượng áp dụng của phương pháp thử nghiệm kéo đối với các loại chất dẻo:

• Nguyên tắc chung: Tiêu chuẩn quy định các nguyên tắc để xác định tính chất kéo của chất dẻo và composite chất dẻo trong các điều kiện tiêu chuẩn hóa về xử lý mẫu, kích thước mẫu, thiết bị và tốc độ thử.
• Mục đích của phương pháp: Được sử dụng để nghiên cứu hành vi kéo của các mẫu thử, từ đó xác định độ bền kéo, môđun kéo và các khía cạnh khác của mối quan hệ ứng suất/biến dạng kéo.
• Các loại vật liệu áp dụng: Phương pháp này phù hợp để áp dụng cho các nhóm vật liệu bao gồm: chất dẻo nhiệt dẻo cứng và bán cứng (có hoặc không có chất độn, chất gia cường); chất dẻo nhiệt rắn cứng và bán cứng; các tấm và màng mỏng chất dẻo; các vật liệu composite gia cường bằng sợi (sợi ngắn, sợi dài hoặc sợi dệt).
• Trường hợp loại trừ: Tiêu chuẩn này thông thường không áp dụng cho các vật liệu xốp cứng (được điều chỉnh bởi tiêu chuẩn riêng) hoặc các vật liệu chứa cấu trúc xốp siêu nhỏ.

Điều 2: Tài liệu viện dẫn

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, việc viện dẫn các tiêu chuẩn liên quan là bắt buộc. Các tài liệu viện dẫn cốt lõi bao gồm:

• TCVN 4501-2 (ISO 527-2): Quy định cụ thể về điều kiện thử đối với chất dẻo đúc và đùn.
• ISO 291: Chất dẻo - Khí quyển tiêu chuẩn cho việc điều hòa và thử nghiệm mẫu, đảm bảo tính đồng nhất về nhiệt độ và độ ẩm.
• ISO 5893: Thiết bị thử cao su và chất dẻo - Loại kéo, uốn và nén (tốc độ không đổi) - Mô tả kỹ thuật chi tiết cho thiết bị đo.

Điều 3: Nguyên tắc thử nghiệm

Nguyên lý vận hành của phép thử kéo được thiết lập dựa trên các bước kỹ thuật nghiêm ngặt:

• Cơ chế tác động lực: Mẫu thử được kéo dọc theo trục dọc chính của nó với một tốc độ không đổi được quy định trước. Quá trình kéo được duy trì liên tục cho đến khi mẫu thử bị phá hủy hoàn toàn (đứt) hoặc cho đến khi ứng suất hoặc biến dạng đạt đến một giá trị giới hạn định trước.
• Hệ thống đo lường: Trong suốt quá trình thử nghiệm, thiết bị phải đo và ghi lại liên tục tải trọng (lực kéo) mà mẫu thử phải chịu, đồng thời đo độ giãn dài của mẫu thử. Việc đo độ giãn dài ưu tiên thực hiện bằng dụng cụ đo độ giãn (extensometer) gắn trực tiếp trên chiều dài đo của mẫu thử, thay vì chỉ đo khoảng cách dịch chuyển của ngàm kẹp.

Điều 4: Thuật ngữ và định nghĩa

Để đảm bảo tính đồng nhất trong việc tính toán và biểu diễn kết quả, tiêu chuẩn đưa ra các định nghĩa kỹ thuật chuẩn xác:

• Chiều dài đo (Gauge length - L0): Là chiều dài ban đầu của phần mẫu thử nằm giữa các vạch dấu, được sử dụng để đo sự thay đổi chiều dài (biến dạng) trong quá trình thử.
• Tốc độ thử (Speed of testing - v): Tốc độ dịch chuyển tương đối của các ngàm kẹp máy thử trong quá trình kéo mẫu, tính bằng milimét trên phút (mm/min).
• Ứng suất kéo (Tensile stress - σ): Lực kéo tác dụng lên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang ban đầu của mẫu thử tại thời điểm bất kỳ trong quá trình thử. Đơn vị tính là Megapascal (MPa).
• Ứng suất chảy (Yield stress - σy): Ứng suất đầu tiên xuất hiện trong quá trình thử kéo mà tại đó sự gia tăng biến dạng xảy ra nhưng không làm tăng ứng suất tương ứng.
• Độ bền kéo (Tensile strength - σm): Giá trị ứng suất kéo cực đại mà mẫu thử chịu được trong suốt quá trình thử nghiệm kéo.
• Ứng suất kéo tại điểm đứt (Tensile stress at break - σb): Ứng suất kéo được ghi lại ngay tại thời điểm mẫu thử bị phá hủy hoàn toàn.
• Biến dạng kéo (Tensile strain - ε): Tỷ số giữa sự gia tăng chiều dài đo (độ giãn dài) và chiều dài đo ban đầu (L0). Biến dạng kéo được biểu diễn dưới dạng tỷ số không đơn vị hoặc quy đổi ra phần trăm (%).
• Môđun đàn hồi kéo (Tensile modulus - Et): Tỷ số giữa hiệu số ứng suất và hiệu số biến dạng tương ứng trong phạm vi biến dạng tuyến tính cực nhỏ. Giá trị này thường được tính toán chính xác trong khoảng biến dạng từ ε1 = 0,05% đến ε2 = 0,25%.