Tóm tắt Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4509:2013 (ISO 37:2011) về Cao su lưu hóa hoặc nhiệt dẻo - Xác định các tính chất ứng suất - Giãn dài khi kéo

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4509:2013 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 37:2011. Đây là văn bản kỹ thuật quan trọng quy định phương pháp xác định các đặc tính ứng suất và giãn dài khi chịu lực kéo của vật liệu cao su lưu hóa và cao su nhiệt dẻo. Dưới đây là nội dung tóm tắt chi tiết và chuyên sâu về phần mở đầu cùng các điều khoản cốt lõi từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.

Điều 1: Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định các tính chất ứng suất - giãn dài khi kéo của cao su lưu hóa hoặc cao su nhiệt dẻo. Phương pháp này cho phép đo lường các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của vật liệu khi bị tác động bởi lực kéo dọc trục cho đến khi đứt. Các tính chất cụ thể có thể xác định bao gồm:

• Độ bền kéo (Tensile strength): Ứng suất kéo lớn nhất ghi nhận được trong quá trình kéo căng mẫu thử đến khi đứt.
• Độ giãn dài khi đứt (Elongation at break): Phần trăm giãn dài của chiều dài đo tại thời điểm mẫu thử bị đứt.
• Ứng suất tại một độ giãn dài cho trước (Tensile stress at a given elongation): Lực kéo trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang ban đầu cần thiết để kéo giãn mẫu thử đến một tỷ lệ phần trăm xác định (ví dụ: 100%, 300%).
• Độ giãn dài tại một ứng suất cho trước (Elongation at a given stress): Độ giãn dài của phần đo trên mẫu thử khi chịu một ứng suất kéo xác định.
• Ứng suất tại điểm chảy (Yield stress): Ứng suất tại điểm trên đường cong ứng suất - giãn dài mà ở đó sự gia tăng giãn dài xảy ra mà không có sự gia tăng ứng suất.
• Độ giãn dài tại điểm chảy (Yield elongation): Độ giãn dài tại thời điểm mẫu thử đạt đến điểm chảy.

Điều 2: Tài liệu viện dẫn

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác và đồng bộ, việc viện dẫn các tài liệu kỹ thuật sau là bắt buộc:

• TCVN 1592 (ISO 23529): Cao su - Quy trình chung để chuẩn bị và ổn định các mẫu thử cho các phương pháp thử vật lý. Tài liệu này quy định các yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ ẩm và thời gian ổn định mẫu trước khi tiến hành thử nghiệm kéo nhằm đảm bảo tính chính xác và độ lặp lại của kết quả đo.

Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn đưa ra hệ thống thuật ngữ chuyên ngành được chuẩn hóa để thống nhất cách hiểu và tính toán kết quả thử nghiệm:

• Ứng suất kéo (Tensile stress): Lực kéo tác dụng trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang ban đầu của phần đo trên mẫu thử.
• Độ bền kéo (Tensile strength): Ứng suất kéo lớn nhất ghi nhận được trước khi mẫu thử bị đứt hoàn toàn.
• Ứng suất kéo tối đa (Maximum tensile stress): Giá trị ứng suất kéo lớn nhất xuất hiện trong quá trình kéo căng mẫu thử (trong một số trường hợp, giá trị này trùng với độ bền kéo).
• Độ giãn dài (Elongation): Sự gia tăng chiều dài của phần đo trên mẫu thử do lực kéo gây ra, được biểu thị bằng phần trăm so với chiều dài đo ban đầu.
• Độ giãn dài khi đứt (Elongation at break): Độ giãn dài của phần đo tại thời điểm mẫu thử bị đứt.
• Chiều dài đo (Gauge length): Chiều dài của phần hẹp trên mẫu thử hình quả tạ, được sử dụng để đo sự thay đổi chiều dài trong suốt quá trình thử nghiệm.

Điều 4: Nguyên tắc thử nghiệm

Phương pháp thử nghiệm được thực hiện dựa trên nguyên lý cơ học thực nghiệm rõ ràng:

• Mẫu thử tiêu chuẩn (có thể có dạng hình quả tạ hoặc hình vòng tròn) được chuẩn bị và cắt từ tấm cao su theo đúng kích thước quy định.
• Mẫu thử được kẹp chặt vào hai ngàm kẹp của máy thử kéo chuyên dụng.
• Thiết bị thử nghiệm vận hành để kéo căng mẫu thử theo hướng dọc trục với một tốc độ không đổi được quy định cụ thể cho đến khi mẫu thử bị đứt hoàn toàn.
• Trong suốt quá trình kéo, hệ thống cảm biến lực và cảm biến đo độ giãn dài của máy sẽ liên tục ghi lại lực kéo tác động và sự thay đổi chiều dài tương ứng của phần đo trên mẫu thử. Từ các dữ liệu này, hệ thống sẽ tính toán và xuất ra các chỉ tiêu ứng suất, độ giãn dài và vẽ biểu đồ ứng suất - giãn dài của vật liệu.